[發(fā)明專利]基于壓力信號的動模型速度歷程測試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910451570.5
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110146718B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭迪龍;楊國偉;劉雯;郭易
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: G01P3/26
• 分類號: G01P3/26
• 代理公司: 北京晟睿智杰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11603
• 代理人: 于淼

1.一種基于壓力信號的動模型速度歷程測試方法，將實際列車的幾何模型按照預(yù)定比例進行縮小，得到與所述實際列車對應(yīng)的列車模型，其特征在于，包括：

在所述列車模型上安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括至少一個壓力傳感器，所述壓力傳感器通過針孔式預(yù)埋件安裝在所述列車模型上；

所述列車模型運行時，通過安裝在所述列車模型上的所述壓力傳感器測量所述列車模型的壓力值，根據(jù)壓力隨時間的變化關(guān)系得到壓力-時間變化曲線；

測量得到壓力-時間變化曲線后，根據(jù)公式：計算得到所述列車模型的實時運行速度為：

其中，P(t)為測量得到的隨時間變化的壓力曲線，P_∞為來流靜壓，C_p為壓力系數(shù)，ρ為空氣密度，V為列車模型的實時運行速度；所述壓力系數(shù)為C_p＝(P_X-P_∞)/(P₀-P_∞)，其中，P_X為安裝所述壓力傳感器的位置處的壓力，P₀為駐點壓力，所述駐點指的是所述列車模型鼻尖上當?shù)貧饬魉俣葴篂榱愕狞c，即在所述列車模型中頭車上距離尾車距離最大的點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力信號的動模型速度歷程測試方法，其特征在于，所述壓力傳感器安裝在列車模型的駐點上，P_X＝P₀，壓力系數(shù)C_p＝1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力信號的動模型速度歷程測試方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集卡和加速度傳感器，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述壓力傳感器電連接，所述加速度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集卡電連接；

通過安裝在所述列車模型上的所述壓力傳感器測量所述列車模型的壓力值，根據(jù)壓力隨時間的變化關(guān)系得到壓力-時間變化曲線，具體為：將所述數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置為觸發(fā)采集狀態(tài)，所述列車模型啟動加速時，由所述加速度傳感器觸發(fā)所述數(shù)據(jù)采集卡開始采集所述壓力傳感器的壓力信號，預(yù)定時間后停止采集；讀取所述數(shù)據(jù)采集卡采集到的所述壓力傳感器的壓力值，按照時間先后順序依次連接，得到所述列車模型的壓力-時間變化曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于壓力信號的動模型速度歷程測試方法，其特征在于，在所述計算得到所述列車模型的實時運行速度后，還包括計算所述列車模型的平均加速度，具體為：

根據(jù)公式V₁＝V₀+aΔt計算得到所述列車模型的平均加速度為：其中，Δt＝t2-t1，V₀為所述列車模型在t1時刻的速度，V₁為所述列車模型在t2時刻的速度。

5.一種基于壓力信號的動模型速度歷程測試系統(tǒng)，包括列車模型，通過將實際列車的幾何模型按照預(yù)定比例進行縮小獲得，其特征在于，還包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、針孔式預(yù)埋件、速度計算模塊；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于安裝在所述列車模型上，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括至少一個壓力傳感器，所述壓力傳感器用于在所述列車模型運行時，測量所述列車模型的壓力值；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于根據(jù)壓力隨時間的變化關(guān)系得到壓力-時間變化曲線；

所述針孔式預(yù)埋件，用于將所述壓力傳感器安裝在所述列車模型上；

所述速度計算模塊，用于在通過所述壓力傳感器測量得到壓力-時間變化曲線后，根據(jù)公式：計算得到所述列車模型的實時運行速度為：

其中，P(t)為測量得到的壓力-時間變化曲線，P_∞為來流靜壓，C_p為壓力系數(shù)，ρ為空氣密度，V為列車模型的實時運行速度；所述壓力系數(shù)為C_p＝(P_X-P_∞)/(P₀-P_∞)，其中，P_X為安裝所述壓力傳感器的位置處的壓力，P₀為駐點壓力，所述駐點指的是所述列車模型鼻尖上當?shù)貧饬魉俣葴篂榱愕狞c，即在所述列車模型中頭車上距離尾車距離最大的點。