[發明專利]一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置

有效

• 申請號: 201510422352.0
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN104949816B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 胡卜元;黃勇;王勛年;章貴川;張衛國;章榮平;陳祖榮;劉忠華;吳福章;田鑫;別云鵬;江峰
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

1.一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置，其特征在于包括上位機、流量控制系統、流量測量系統和用于連接兩者的連接鋼管，流量控制系統與測量系統一體化設置，其中：

流量控制系統包括針閥和電作動筒；

針閥包括駐室、針閥孔板、針閥噴管、針閥頂針，針閥噴管和進氣管道平行設置，針閥噴管與進氣管道之間設置為駐室和針閥孔板，針閥頂針的前端穿過針閥孔板伸入到針閥噴管內，針閥孔板為多孔圓筒,置于駐室內部；電作動筒由無刷直流伺服電機、減速器、驅動器、控制器、絕對光柵、滾珠絲杠、滑軌、同步帶系統組成，滾珠絲杠通過連桿與針閥頂針連接；針閥頂針在電作動筒的作用下做水平運動；

流量測量系統由文丘里噴管、測量耙、流量計內套和流量計外套組成；總壓總溫測量耙設置在連接鋼管上；

流量控制裝置中的高壓氣流依次經過進氣管道、駐室、針閥孔板、針閥噴管、連接鋼管、文丘里噴管后由排氣管排出；氣流經過的路徑為高壓密封空間；

上位機同步控制若干路流量控制系統和流量測量系統，每一路流量控制系統和流量測量系統獨立運行。

2.根據權利要求1所述的一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置，其特征在于所述針閥頂針為圓錐形結構，從針尖到針底表面面積逐步增加。

3.根據權利要求1所述的一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置，其特征在于所述針閥噴管的內表面為光滑凸出的曲面，曲面的凸出部分均勻分布在針閥噴管內形成一個閉環圓圈。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置，其特征在于針閥頂針的軸心線與針閥噴管的軸心線重合，針閥頂針沿著軸心線在針閥噴管曲面凸出部分之間水平移動。

5.根據權利要求1所述的一種用于低速風洞TPS試驗的流量控制裝置，該裝置的控制方法具體步驟為：

首先，上位機通過控制器將設定的初始值指令發送給驅動器，由驅動器控制電機運動，連接于電機上的編碼器將電機實際位置反饋給驅動器，構成第一個位置控制閉環；

采用絕對光柵測量針閥頂針的實際位移，由驅動器讀取光柵的位移反饋值，根據給定位移值和實際位移值之差，對位移誤差進行修正，構成第二個位置控制閉環；

高壓氣流從進氣管道進入針閥噴管，由電作動筒控制針閥頂針在針閥噴管中移動，移動的針閥頂針使得針閥噴管凸出的曲面與針閥頂針之間的距離改變，從而改變氣流流通的面積；

流量測量系統同步測試由針閥噴管流過的氣流，并反饋給上位機，通過對比預設數值再次對控制器進行修正，控制針閥頂針的移動最終達到目標值。