[實用新型]列車風流場現場測試裝置

有效

• 申請號: 201520041266.0
• 申請日: 2015-01-18
• 公開（公告）號: CN204330280U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 周佳;何旭輝;鄒云峰;王漢封;李歡;史康;劉立亞
• 申請（專利權）人: 中南大學;高速鐵路建造技術國家工程實驗室
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及高速鐵路列車風流場的測試技術領域，具體涉及一種列車風流場現場測試裝置。

背景技術

列車風是指列車沿地面固定軌道高速穿行于近地面層時，帶動列車周圍大氣隨之運動，形成一種特定的非定常三維流場，也可稱為列車繞流。列車繞流特性受列車外形、列車速度和周圍自然風等因素影響，非常復雜。一方面，空氣動力作用使得列車風對列車本身運行產生不利影響，如列車通過線路周邊建筑或會車時產生的壓力波作用在列車車體上，影響列車運行的平穩性和安全性；另一方面，列車風荷載對線路附屬構件如風屏障、接觸網等或作業人員產生負面影響，危及行車安全或作業人員的人身安全。

為保證行車安全，有必要對高速列車風流場分布特征進行深入研究。鑒于列車風為復雜的三維非定常繞流，很難用理論分析方法進行研究，較為適用的研究方法為現場實測。少數學者通過風速儀對普速列車風進行測試，然而，風速儀體積較大，儀器本身會干擾列車風流場，影響測試結果精度。此外，高速鐵路運行管理相關規定要求列車運行時線上不得有人作業，為此需要開發一種可遠程控制的數據采集方法。

因此研究一種列車風流場現場測試裝置已為亟需解決的問題。

實用新型內容

針對現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種適用范圍廣、測試結果準確的列車風流場現場測試裝置。通過預先在軌道側面布置列車風測點，高精度的風壓傳感器通過測點處的多孔探針尾部的風壓測點獲得探針的風壓分布，采用遠程控制方法對計算機進行遠程操控測量，并通過無線傳輸數據，應用編制的專用數據處理程序可由風壓數據獲得測點的風速分布。由于多孔探針在實驗室進行了風速和大范圍風向角的標定，可以保證測試結果的精度。

為了實現上述技術目的，本實用新型專利的技術方案是：一種列車風流場現場測試裝置，包括布設于高速鐵路列車運行軌跡外周空間并用于測試高速鐵路列車運行軌跡外周的列車繞流的測試機構、用于從測試機構上獲取風壓信息的電子式掃描閥機構、用于從電子式掃描閥機構接收信息并通過無線信號收發信息的數據采集機構以及通過無線信號控制數據采集機構的遠程操控機構。測試機構分布于高速鐵路列車的行車軌跡的外圍，同時不會影響到高速列車的運行，能夠及時和精確的感受到高速列車外周的列車繞流，能夠提高測試精確度。

優選地，測試機構包括用于測試機構的結構支撐的支撐桿、設于支撐桿上并用于測試高速鐵路列車運行軌跡外周的列車繞流的測試桿以及設于測試桿上并用于感應風壓的多孔探針，多孔探針的尾部通過測壓管連接至電子式掃描閥機構。

優選地，支撐桿包括豎撐桿和斜撐桿，斜撐桿斜向支撐在豎撐桿上，斜撐桿和豎撐桿共同固定在地面上；測試桿為橫桿，橫桿通過用于調節橫桿的水平方向的水平調節機構連接在豎撐桿上。

優選地，水平調節機構包括墊塊和微調螺栓。

優選地，多孔探針采用五孔探針。

優選地，橫桿設有多根，多根橫桿沿豎向平行排列，每根橫桿上設有多個多孔探針。

優選地，多孔探針通過錨固在橫桿上的鋁塊固定在橫桿上。

優選地，電子式掃描閥機構包括用于提供穩定氣壓的氮氣源、連接在氮氣源的輸出端并用于控制輸出氣壓的壓力控制器、用于將壓力控制器輸出的氣體進行氣路分配的氣路分配模塊、用于提供采集數據、處理數據和傳輸數據的主機以及用于測試機構、主機和氣路分配模塊三者之間相互連接的電子掃描閥；電子掃描閥通過測壓管連接測試機構；氣路分配模塊連接主機；主機連接數據采集機構。

優選地，無線信號采用3G無線信號或者4G無線信號。

為了實現上述技術目的，本實用新型專利的另一技術方案是：一種列車風流場現場測試方法，在列車分流場現場的各個風壓測點處布設用于接收風壓測點處的風壓的五孔探針；五孔探針的尾部連有測壓管，通過測壓管將五孔探針從各個風壓測點處獲得的風壓傳輸至電子掃描閥；電子掃描閥通過主機將風壓數據傳輸至數據采集機構；遠程操控機構通過3G無線信號控制數據采集機構接收采集數據并儲存數據；通過數據采集機構對采集的數據進行處理和轉換，從而得到列車風流場現場的流場分布。

列車風流場分布現場測試裝置，包括直接用于列車風流場測試的測試機構，通過測壓管與測試機構相連的用于獲得風壓信息的電子式掃描閥機構，用以從電子式掃描閥機構獲取信息的數據采集機構，用以經過3G網絡控制數據采集機構的遠程操控機構。