[發明專利]溫度和速度同步測量方法和裝置

有效

• 申請號: 201611025405.6
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106643879B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 陶智;李海旺;由儒全
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

本發明涉及一種溫度和速度同步測量方法和裝置。獲取二維平行探針，對二維平行探針進行標定；通過編寫標定文件，生成二維的標定文件；采用二維平行探針對溫度和速度執行同步測量，生成測量溫度的電壓與測量速度的電壓；根據生成的測量溫度的電壓，比對標定文件中包含的溫度標定曲線，獲取瞬時溫度；從標定文件中差值查找對應瞬時溫度條件下的速度標定曲線；根據獲取的速度標定曲線獲取測量速度的電壓，計算出瞬時速度。該方法利用二維熱線平行探針，以及速度和溫度測量系統，得到不同溫度條件下的速度和電壓對應的標定曲線，兩者同步測量，可以保證測量頻率達到2000K。具有同步測量溫度和速度的準確性、靈活性與易用性。

技術領域

本發明涉及測溫測速技術領域，特別涉及一種溫度和速度同步測量方法和裝置。

背景技術

眾所周知，在湍流邊界層的流動中，溫度和速度高度耦合，一直以來都是一個較難的課題，想要研究邊界層內湍流流動，需要對湍流邊界層內的速度和溫度進行高測試頻率、高精度的同步測量。

目前可以實現速度溫度同步測量的方法有激光誘導焚光技術，但是激光誘導焚光技術測試頻率較低，同時需要高分辨率的激光以及高精度、高速成像設備，價格昂貴；而且此種方法由于激光的散射等作用對于邊界層能的湍流流動測量精度較差，不適用于推廣。熱線風速儀是一種目前應用非常廣泛的速度和溫度技術，尤其對于邊界層內速度的和溫度的測量，具有很高的時間分辨率以及測試頻率，對于分析邊界層內湍流流動具有很重要的意義。但是目前的熱線風速儀僅能對速度和溫度單獨測量，無法進行同步測量。

發明內容

鑒于此，有必要針對傳統技術存在的問題，提供了一種溫度和速度同步測量方法和裝置，該方法利用二維熱線平行探針，以及速度和溫度測量系統，一路探針用來測溫，一路探針用于測速，測溫一路依據熱電阻測溫原理，測速一路依據熱線測速的原理，得到不同溫度條件下的速度和電壓對應的標定曲線，兩者同步測量，可以保證測量頻率達到2000K。具有同步測量溫度和速度的準確性、靈活性與易用性。

為達到發明目的，提供一種溫度和速度同步測量方法，所述方法包括：獲取二維平行探針，并對所述二維平行探針進行標定；通過編寫標定文件，生成二維的所述標定文件；采用所述二維平行探針對溫度和速度執行同步測量，生成測量溫度的電壓與測量速度的電壓；根據生成的所述測量溫度的電壓，比對所述標定文件中包含的溫度標定曲線，獲取瞬時溫度；再從所述標定文件中差值查找對應所述瞬時溫度條件下的速度標定曲線；根據獲取的所述速度標定曲線獲取測量速度的電壓，并計算出瞬時速度。

在其中一個實施例中，所述對所述二維平行探針進行標定包括：選取一路探針執行測量溫度的操作，并選取另一路探針執行測量速度的操作；對于每個溫度執行一次速度的標定操作。

在其中一個實施例中，所述通過編寫標定文件，生成二維的所述標定文件包括：通過編寫所述標定文件，生成所述溫度標定曲線以及所述速度標定曲線；其中，所述溫度標定曲線為測量溫度一路探針，在不同速度條件下，溫度和熱絲電壓的對應關系曲線；所述速度標定曲線為測量速度一路探針，在不同溫度條件下，速度和所述熱絲電壓的對應關系。

在其中一個實施例中，還包括：實時獲取所述瞬時溫度與所述瞬時速度；對所述瞬時溫度與所述瞬時速度進行統計，生成溫度與速度的耦合量。

基于同一發明構思的一種溫度和速度同步測量裝置，所述裝置包括：獲取與標定模塊，用于獲取二維平行探針，并對所述二維平行探針進行標定；標定文件生成模塊，用于通過編寫標定文件，生成二維的所述標定文件；測量模塊，用于采用所述二維平行探針對溫度和速度執行同步測量，生成測量溫度的電壓與測量速度的電壓；瞬時溫度獲取模塊，用于根據生成的所述測量溫度的電壓，比對所述標定文件中包含的溫度標定曲線，獲取瞬時溫度；查找模塊，

用于再從所述標定文件中差值查找對應所述瞬時溫度條件下的速度標定曲線；計算模塊，用于根據獲取的所述速度標定曲線獲取測量速度的電壓，并計算出瞬時速度。