[實用新型]用于編程教學的簡易風洞試驗系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721107747.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207558261U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝揚;陳晶瑾;張彬
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶航天職業(yè)技術(shù)學院
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 重慶中之信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50213
• 代理人: 張景根

本實用新型提供了用于編程教學的簡易風洞試驗系統(tǒng)，包含簡易風洞試驗裝置，以及與簡易風洞試驗裝置配合使用的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包含包含電源模塊、控制模塊、風機、交互單元與超聲波風速傳感模塊；控制模塊還包含電荷泵電路、微分電路、峰值檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、基準單元、數(shù)字比較電路、第一驅(qū)動電路以及第二驅(qū)動電路；單片機控制單元與交互單元相連；超聲波風速傳感器的輸出與單片機控制單元的輸入相連；單片機控制單元的PWM方波輸出端與第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路的輸入端相連；簡易風洞試驗裝置包括支撐箱體、風管、連接頭、洞體及防護組件；支撐箱體側(cè)壁設(shè)有進風口。本實用新型的有益效果在于控制更穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及實驗教學設(shè)備，具體涉及用于編程教學的簡易風洞試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風洞實驗可以幫助我們學習流體力學或觀察一些基本直觀的物理原理；目前的風洞控教學設(shè)備為開環(huán)控制，不僅風速容易失穩(wěn)，且在失穩(wěn)狀態(tài)下往往需要借助外部設(shè)備或儀器才能檢查出失穩(wěn)原因，從而會對編程結(jié)果輸出狀態(tài)產(chǎn)生模糊判斷，影響教學進程；另一方面，現(xiàn)有風洞試驗裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，不利于學校推廣使用；2014年TI杯大學生電子設(shè)計競賽題提出了一種簡易風洞及控制系統(tǒng)，但該風洞裝置過于簡單，乒乓球容易掉落風機上，損壞試驗設(shè)備，不利于為了解決這個問題，有必要進行深入研究。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本實用新型提供了一種控制穩(wěn)定，且成本較低的用于編程教學的簡易風洞試驗系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：

用于編程教學的簡易風洞試驗系統(tǒng)，包含簡易風洞試驗裝置，以及與簡易風洞試驗裝置配合使用的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包含電源模塊、控制模塊、風機和交互單元，其中，控制模塊包含單片機控制單元，單片機控制單元與交互單元相連，使得單片機控制單元根據(jù)交互單元的輸入產(chǎn)生對應(yīng)的PWM方波輸出；交互單元與單片機控制單元電連接，還包含超聲波風速傳感模塊；控制模塊還包含電荷泵電路、微分電路、峰值檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、基準單元、數(shù)字比較電路、第一驅(qū)動電路以及第二驅(qū)動電路；單片機控制單元與交互單元相連；超聲波風速傳感器的輸出與單片機控制單元的輸入相連；單片機控制單元的PWM 方波輸出端與第一驅(qū)動電路、第二驅(qū)動電路的輸入端相連；第一驅(qū)動電路的輸出與電荷泵電路相連；電荷泵電路的輸出與微分電路、峰值檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路順序相連，A/D 轉(zhuǎn)換電路的輸出與基準單元的輸出分別與數(shù)字比較電路的輸入相連，基準單元包含若干位數(shù)字電壓；數(shù)字比較電路的輸出與單片機控制單元的輸入相連；第二驅(qū)動電路的輸出與風機相連；電源模塊提供控制模塊、風機、超聲波風速傳感模塊與交互單元的所需用電；

所述簡易風洞試驗裝置包括支撐箱體、風管、連接頭、洞體及防護組件，其中：所述支撐箱體為中空的長方體箱體，且所述支撐箱體的一個側(cè)壁設(shè)有進風口，所述支撐箱體的頂部設(shè)有出風口；

所述風機安裝在支撐箱體的進風口外側(cè)；

所述風管一端連接在支撐箱體的進風口內(nèi)側(cè)，其另一端連接在支撐箱體的出風口內(nèi)側(cè)；

所述連接頭安裝在支撐箱體的出風口外側(cè)，所述連接頭內(nèi)部設(shè)有連通其兩端的第一階梯內(nèi)孔，所述第一階梯內(nèi)孔包括與出風口相通的較小段和具有內(nèi)螺紋的較大段；

所述洞體為透明材質(zhì)的管狀結(jié)構(gòu)并具有連通其兩端的內(nèi)孔，且所述洞體的上端和下端分別設(shè)有外螺紋并螺紋連接在連接頭的上方；

所述防護組件包括筒狀的安裝頭和防護網(wǎng)，其中安裝頭內(nèi)部設(shè)有連通其兩端的第二階梯內(nèi)孔，所述第二階梯內(nèi)孔包括依次連接且內(nèi)徑遞減的第一段、第二段和第三段，第一段設(shè)有內(nèi)螺紋，所述防護網(wǎng)為圓形片狀結(jié)構(gòu)，所述防護網(wǎng)的直徑小于第二段內(nèi)徑并大于第三段和洞體內(nèi)孔的內(nèi)徑，所述安裝頭螺紋連接在洞體的上端，所述防護網(wǎng)位于第二段內(nèi)并位于洞體上方。