[發明專利]一種基于PVDF壓電傳感器的流速測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201811017324.0
• 申請日: 2018-09-01
• 公開（公告）號: CN109270291B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 唐銳;李琪;尚大晶;孫小越;孫俊東;王一霖
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01P5/02
• 分類號: G01P5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于PVDF壓電傳感器的流速測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)連接測量裝置，測量裝置由變頻箱、風機、風管(1)、風速儀(2)、PVDF壓電傳感器(3)、BK動態信號分析儀(4)、計算機(5)組成；其中PVDF壓電 傳感器(3)包括PVDF膜片(6)、硬質背襯塑料板(7)、引線(8)、電極(9)；變頻箱控制風機轉速，風機出風口接風管(1)，PVDF壓電傳感器(3)置于風管(1)末端，PVDF壓電傳感器每個陣元兩極引出引線(8)接入BK動態信號分析儀(4)，BK動態信號分析儀(4)接入計算機(5)；風速儀(2)置于風管(1)中，位于PVDF膜片(6)上方，PVDF膜片(6)敷設在硬質背襯塑料板(7)表面；所述PVDF膜片(6)長度14.2cm、寬度8.5cm、厚度為500um，密度為1.78×10³kg/m³，泊松比為0.35，使用溫度為-40～80℃，劃分成4×3的結構，共計12個相同的陣元；所述硬質背襯塑料板(7)，長度54cm、寬度15cm、厚度為1cm；所述引線(8)和電極(9)的材料為鋁；開動風機，進行實驗；

(2)用變頻箱調節風機風速，進行多次實驗，記錄大量數據，風速儀記錄風速v，BK動態信號分析儀采集不同風速下PVDF壓電傳感器輸出的電壓頻譜；

(3)對不同流速下PVDF壓電傳感器的輸出電壓取倍頻程分析，分析各個頻段，lgU與流速lgv³的對應關系，由大量實驗數據擬合出lgU＝blg(v³)+d式中的比例系數b、d，利用聲強與流速的比例關系，校準PVDF壓電傳感器流速與電壓輸出的關系；

(4)給定任意風速，由測量裝置測量出風速引起的平板表面壓力起伏后的電壓輸出曲線，查表得到該頻段的比例系數b、d，代入公式lgU＝blg(v³)+d，求解得到對應流速，用風速儀測量風速，兩者進行比較，得到誤差。