[發明專利]一種風洞溫度梯度控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201910214007.6
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109917829B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 劉震卿;胡一冉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G01M9/02
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種風洞溫度梯度控制裝置，其特征在于，包括溫差柵格、溫度傳感器組件(5)和溫度控制器(7)，其中：

所述溫差柵格為多層結構，其設置在風洞收縮段的末端，用于將風洞收縮段末端的氣流進行分層，所述溫差柵格的每一層上均設置有加熱線圈(1)；

所述溫度傳感器組件(5)包括固定式溫度傳感器和活動式溫度傳感器，其中固定式溫度傳感器的數量與所述溫差柵格的層數對應，其設于溫差柵格的各層中以測量通過溫差柵格各層后的氣流溫度，活動式溫度傳感器的數量同樣與所述溫差柵格的層數對應，其設于目標位置以測量目標位置的溫度分布；

所述溫度控制器(7)與所述加熱線圈(1)、固定式溫度傳感器和活動式溫度傳感器相連，其用于通過加熱線圈(1)實現溫差柵格各層的溫度調節，以使得目標位置達到所需的目標溫度梯度。

2.如權利要求1所述的風洞溫度梯度控制裝置，其特征在于，所述溫差柵格的每層均包括由上至下依次設置的絕緣板(2)、絕熱板(3)和承重板(4)，所述加熱線圈(1)設于所述絕緣板(2)上。

3.如權利要求1所述的風洞溫度梯度控制裝置，其特征在于，所述活動式溫度傳感器設置在所述溫差柵格的出流端，并位于溫差柵格相鄰兩層的中部。

4.如權利要求1-3任一項所述的風洞溫度梯度控制裝置，其特征在于，所述活動式溫度傳感器的排布高度及間距與所述固定式溫度傳感器的排布高度和間距相同。

5.如權利要求1-3任一項所述的風洞溫度梯度控制裝置，其特征在于，具體采用如下方式使得目標位置達到所需的目標溫度梯度：

S1根據固定式溫度傳感器和活動式溫度傳感器測得的溫差柵格各層的溫度分布和目標位置的溫度分布計算獲得溫度系數矩陣；

S2根據溫度系數矩陣和目標位置所需的目標溫度梯度計算獲得溫差柵格各層的溫度分布；

S3控制器根據計算獲得的溫差柵格各層的溫度分布控制溫差柵格各層的加熱線圈使各層達到所需溫度。

6.一種如權利要求1-4任一項所述的風洞溫度梯度控制裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1根據固定式溫度傳感器和活動式溫度傳感器測得的溫差柵格各層的溫度分布和目標位置的溫度分布計算獲得溫度系數矩陣；

S2根據溫度系數矩陣和目標位置所需的目標溫度梯度計算獲得溫差柵格各層所需的溫度；

S3控制器根據計算獲得的溫差柵格各層的溫度分布控制溫差柵格各層的加熱線圈使各層達到所需溫度。

7.如權利要求6所述的控制方法，其特征在于，步驟S1具體包括如下子步驟：

S11對溫差柵格的第一層進行加熱，其余層不加熱，利用活動式溫度傳感器測得目標位置的溫度分布，根據溫差柵格第一層的溫度和目標位置的溫度分布計算獲得與該層對應的溫度系數；

S12重復步驟S11以遍歷溫差柵格的各層，獲得與各層對應的溫度系數，利用各層的溫度系數構建出溫度系數矩陣。