[發明專利]一種脈沖風洞運行控制系統及脈沖風洞運行控制方法

有效

• 申請號: 201611203362.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106840582B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 孫日明;劉吳月;宋可清;袁明倫;陳星;畢志獻;李海燕;李辰;吳健;蔣博;張冰冰;王玉東
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種脈沖風洞運行控制系統及脈沖風洞運行控制方法，系統包括PLC模塊、驅動段充氣閥門、驅動段放氣閥門、驅動段壓力傳感器、1/2閥門、雙膜段放氣閥門、雙膜段壓力傳感器、被驅動段充氣閥門、被驅動段放氣閥門、被驅動段壓力測量模塊、被驅動段抽真空閥門、試驗段放氣閥門、試驗段抽真空閥門、試驗段壓力傳感器、真空機組；通過PLC模塊實現了風洞試驗過程的自動控制，采用分布式控制方式，所有操作在測控間完成，不需要進入現場進行作業，隔離了高壓氣源，保證了人員運行安全。

技術領域

本發明涉及一種脈沖風洞運行控制系統及脈沖風洞運行控制方法，屬于高超聲速脈沖風洞系統的氣路運行控制及狀態監測領域。

背景技術

脈沖型風洞是指在極短時間(幾十毫秒至1秒)內產生脈沖試驗氣流的風洞(《GJB4296風洞試驗術語和符號》)。脈沖風洞主要由驅動段、雙膜段、被驅動段、單夾膜、噴管及試驗段等部分構成。實驗過程主要需求參數為馬赫數、雷諾數、總溫、總壓。馬赫數通過更換噴管實現，為保證噴管前后壓比，實驗過程需要將試驗段抽至低壓狀態；雷諾數通過被驅動段氣體壓力、驅動段氣體壓力控制；總溫、總壓通過驅動氣體壓力控制；為控制驅動氣體破膜壓力，設置了雙膜片夾膜機構，以形成梯度壓力，待高壓氣體壓力達到預定破膜壓力時迅速釋放夾膜機構內部壓力，使膜片破裂。

常見氣源走向及廠房布局如圖1所示。風洞實驗大部分控制工作由實驗人員手工操作完成，全部高壓氣源均需引入到控制間進行人工操控，整個氣源線路長、壓力高、易出故障、不利于維護，存在極大的安全隱患。其次，常規控制方式采用手動操作閥門，肉眼觀察記錄狀態信息的過程，運行控制重復性差且數據記錄有偏差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種脈沖風洞運行控制系統及脈沖風洞運行控制方法，實現風洞試驗的自動化運行。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

提供一種脈沖風洞運行控制系統，包括PLC模塊、驅動段充氣閥門、驅動段放氣閥門、驅動段壓力傳感器、1/2閥門、雙膜段放氣閥門、雙膜段壓力傳感器、被驅動段充氣閥門、被驅動段放氣閥門、被驅動段壓力測量模塊、被驅動段抽真空閥門、試驗段放氣閥門、試驗段抽真空閥門、試驗段壓力傳感器、真空機組；

所述驅動段充氣閥門用于在PLC模塊的控制下控制驅動段的充氣，所述驅動段放氣閥門用于在PLC模塊的控制下控制驅動段的放氣，所述驅動段壓力傳感器用于檢測驅動段的壓力P1，并發送給PLC模塊；

所述1/2閥門在PLC模塊的控制下控制雙膜段的充氣，雙膜段放氣閥門用于在PLC模塊的控制下控制雙膜段的放氣，所述雙膜段壓力傳感器用于測量雙膜段的壓力P2，并發送給PLC模塊；

被驅動段充氣閥門在PLC模塊的控制下控制被驅動段充氣，被驅動段放氣閥門在PLC模塊的控制下控制被驅動段放氣，被驅動段抽真空閥門在PLC模塊的控制下控制被驅動段與真空機組連通，被驅動段壓力測量模塊在PLC模塊的控制下測量被驅動段的壓力P3；

試驗段放氣閥門在PLC模塊的控制下控制試驗段的放氣，試驗段抽真空閥門在PLC模塊的控制下控制試驗段與真空機組連通，試驗段壓力傳感器在PLC模塊的控制下測量試驗段的壓力P4；

真空機組在PLC模塊的控制下對于其連通的被驅動段或試驗段抽真空；

PLC模塊控制所述驅動段充氣閥門開啟為驅動段充氣，接收所述驅動段壓力傳感器用于檢測的壓力P1；PLC模塊控制所述1/2閥門開啟為雙膜段充氣，接收所述雙膜段壓力傳感器用于檢測的壓力P2，當P1-P2的差值大于驅動段壓力設定值的一半時，控制所述驅動段充氣閥門關閉，直至P1-P2的差值小于等于P1設定值的一半時，重新開啟驅動段充氣閥門；