[發明專利]適用于低氣壓下的熱膜風速風向測量系統

有效

• 申請號: 201711103662.1
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107907706B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李西園;高慶華;畢研強;王晶;侯雅琴;文晶;廖韜;林博穎
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01P5/10
• 分類號: G01P5/10;G01P13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.適用于低氣壓下的熱膜風速風向測量系統，主要包括風速傳感器部分、薄膜規壓力傳感器，數據采集模塊，加熱用電源，風速換算模塊，其中風速傳感器部分包括加熱棒、外套筒、多組熱電偶熱端和公共的熱電偶冷端，外套筒套設在加熱棒外周上，多組熱電偶熱端固定在外套筒的外表面上，多組熱電偶熱端通過熱電偶材料A分別連接到數據采集模塊的毫伏測量通道+端，公共熱電偶冷端放置于低氣壓環境流場中，并通過熱電偶材料B分別連接到多組熱電偶熱端上，公共熱電偶冷端通過公共的熱電偶線連接到數據采集模塊的毫伏測量通道-端，薄膜規壓力傳感器與數據采集模塊的4-20mA通道連接，在測試中，通過加熱用電源對加熱棒施加恒功率的熱流，熱量通過外套筒傳遞至套筒外側，受風速對流的影響，套筒表面必然存在溫度梯度，即均勻分布的多組熱電偶上的溫度，通過數據采集模塊對其上的多組熱電偶及一套薄膜規壓力傳感器進行采集、變送后，由風速換算模塊根據標定數據進行插值，計算出當前環境下的風速度、風向。

2.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，加熱棒為圓柱形單邊引線加熱棒，由加熱用電源進行恒功率加熱。

3.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，加熱棒由電熱絲、加熱膜方式代替進行加熱。

4.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，外套筒為一體化結構，加熱棒安裝于套筒內部，間隙使用導熱硅脂填充，確保加熱元件所有熱量均勻傳遞至套筒上。

5.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，多組熱電偶熱端，根據風向精度需要，為3~12個。

6.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，多組熱電偶熱端的固定方式為噴涂或粘結工藝，所有熱電偶共用一個冷端，安裝于環境中，溫度為環境溫度，通過測量每個冷/熱端溫差確定外套筒每點與環境溫度的差值，用于計算風速，風向。

7.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，壓力測量使用薄膜規壓力傳感器，或使用電阻規方式，其輸出為4-20mA信號。

8.如權利要求1所述的熱膜風速風向測量系統，其中，數據采集模塊為多路毫伏信號采集器及單路4-20mA采集器，通過測量每路熱電偶冷/熱端的電勢差給出傳感器與環境溫差，并對4-20mA信號的薄膜規信號進行采集，溫度和壓力信號均被傳遞至風速換算模塊。

9.如權利要求1-8任一項所述的熱膜風速風向測量系統，其中，風速換算模塊采用MCU、FPGA或計算機形式，通過預先標定的數據給出計算的風速、風向信息。