[發明專利]一種基于尾槳式流線體風壓傳感器的風壓測試裝置和方法

在審

• 申請號: 201610676144.8
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN107764503A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王旭明;張宏杰;楊風利;韓軍科;李正;周緯;邢海軍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司11266
• 代理人: 郭一斐

技術領域

本發明涉及輸電線路風環境測試領域，并且更具體地，涉及一種基于尾槳式流線體風壓傳感器的風壓測試裝置和方法。

背景技術

隨著西南水電開發的持續進行，在西藏、四川等高海拔地區建設的輸電線路不斷增多。上述地區受海拔升高的影響，空氣密度大大減小，如果仍然按照平原空氣密度計算風壓將導致輸電線路設計風荷載被過分高估，進而線路建設成本增加。而采用風速、氣壓、溫度、濕度同步觀測的方法，輔以相應的空氣密度計算公式，能夠實現對空氣密度的修正。但需要同步觀測的物理量太多，購置儀器及開展實測的成本過大。相比之下，直接對風壓進行觀測具有投入設備少、安裝維護工作量小、設備運行更為可靠的優點。

但是，傳統的風壓傳感器在固定安裝以后，只能對某一方向上的風壓進行測量，風偏角過大以后的測量數據準確度下降。在此背景之下，需要開發一款能夠自動跟隨主導風向，并對風壓進行測量的風壓傳感器。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種基于尾槳式流線體風壓傳感器的風壓測試裝置和方法。

根據本發明的一個方面，提出一種基于尾槳式流線體風壓傳感器的風壓測試裝置，包括：

所述尾槳式流線體風壓傳感器用于測量風壓數據，且所述尾槳式流線體風壓傳感器的機身為流線型設計，和軸承支座同時作用以實現風壓測試裝置對主導風向的自動跟隨功能；

所述軸承支座，用于支撐尾槳式流線體風壓傳感器并且與支撐桿連接；以及

所述支撐桿用于固定風壓測試裝置。

優選地，所述尾槳式流線體風壓傳感器包括：皮托管、風壓傳感器、傳感器機身以及尾槳。

優選地，所述皮托管和風壓傳感器用于測量風壓數據，且所述皮托管和風壓傳感器均位于傳感器機身的頭部，且皮托管將風壓傳感器的外側進行部分覆蓋。

優選地，所述傳感器機身為流線體形狀，其流線體形狀符合其中x為母線橫坐標，y為母線縱坐標，a、b、c、d、e、f為非零常數；且a∈(1，1.3)，b∈(0.25，0.35)，c∈(-0.9，-0.7)，d∈(0.3，0.5)，e∈(1.95，2.05)，f∈(-1.05，-0.95)。

優選地，所述尾槳用于減小風壓傳感器的慣性擺動幅度。

優選地，所述尾槳位于傳感器機身的尾部。

優選地，所述尾槳包括兩個槳片，且兩個槳片對稱焊接在傳感器機身尾部。

優選地，所述尾槳的槳片垂直于地面。

優選地，所述軸承支座位于傳感器機身的下端。

優選地，所述軸承支座為低阻力旋轉軸承支座。

優選地，所述軸承支座與傳感器機身通過焊接進行連接。

優選地，所述風壓傳感器的重心位于軸承支座的中心線上。

優選地，所述支撐桿與軸承支座連接方式為鉸接。

優選地，所述軸承支座能夠帶動傳感器機身繞支撐桿水平轉動。

優選地，所述支撐桿與風洞中固定不動的支撐架固定連接。

根據本發明的另一方面，提出一種基于尾槳式流線體風壓傳感器的風壓測試方法，包括：

步驟1，將基于尾槳式流線體風壓傳感器固定在風洞中的恒定風速的均勻流場中；

步驟2，使傳感器自動跟隨主導風向的方向進行調整；

步驟3，設置風壓傳感器的采樣參數；

步驟4，利用尾槳式流線體風壓傳感器進行風壓數據測試；以及

步驟5，計算被測樣本的平均風壓值和脈動風壓值。

優選地，所述風壓傳感器通過支撐桿與風洞中固定不動的支撐架固定連接。

優選地，所述風壓傳感器通過流線體形狀的傳感器機身和低阻力旋轉軸承支座共同作用使得傳感器跟隨主導風向的方向。

優選地，所述采樣參數包括：采樣頻率、采樣時間以及采樣間隔參數。

優選地，所述風壓傳感器通過傳感器機身頭部的皮托管和風壓傳感器進行風壓數據的測量，且測量的數據包括風壓時程數據P_i和采集時間段內的樣本總數N。

優選地，在步驟5中，利用公式計算所采集的風壓時程數據，從而得到被測樣本的平均風壓值P_mean；利用公式計算所采集的風壓時程數據，從而得到被測樣本的脈動風壓值p_rms。

本發明利用流線體的傳感器機身以及低阻力旋轉軸承支座，實現了測試裝置在均勻流場內對主導風向的自動跟隨功能，同時增加了尾槳，減小測試裝置的慣性擺動幅度，增加了測試裝置在主導風向上的機身姿態穩定性，進一步增強了測試數據的準確性。

附圖說明