[發明專利]可在旋轉條件下實現遠距離傳輸的熱膜測速方法及其設備

在審

• 申請號: 202210292080.7
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114624465A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陶智;李海旺;由儒全;李秋實;潘天宇;施錦程
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01P5/10
• 分類號: G01P5/10;H04W4/38;H04W4/80
• 代理公司: 北京君有知識產權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

1.一種可在旋轉條件下實現遠距離傳輸的熱膜測速設備的測試方法，其特征為：包括如下步驟：

步驟1：將熱膜探針置于被測流體中，并正對流體流動方向；

步驟2：接通蓄電池對模擬信號預處理模塊和藍牙發射模塊供電；然后確定藍牙發射模塊與藍牙接收模塊連接上；

步驟3：對其進行標定以保證測量精度，根據GB/T 19068.2-2003的4.2.1.4節對實驗的風速范圍確定采樣點，對采樣得到的數據用多項式擬合曲線進行擬合；

步驟4：將待測部件開始旋轉，通過數據處理與顯示模塊，實時監測風速數據，并調整工況測量速度隨轉速的變化規律。

2.根據權利要求1所述的適用于旋轉渦輪葉片的熱膜測速設備的測試方法，其特征為：所述步驟2進一步包括如下內容：所述蓄電池模塊為三節5號干電池串聯組成，經過LDO穩壓器穩壓至3.3V，同時還配置有低電量報警模塊，當輸出電壓低于3.6V時，觸發低電量報警模塊的門檻值，發出低電量提示。

3.根據權利要求1所述的適用于旋轉渦輪葉片的熱膜測速設備的測試方法，其特征為：所述步驟4進一步包括如下內容：所述數據處理與顯示模塊具有插值運算、數據存儲和數據分析功能，通過藍牙接收模塊將其接收的風速數據傳輸到所述數據處理與顯示模塊，并進行存儲和數據分析，繪制出風速曲線。同時將歷史數據以excel形式存儲于數據庫。

4.一種可在旋轉條件下實現遠距離傳輸的熱膜測速設備，該熱膜測速設備應用于權利要求1-3任一所述的適用于旋轉渦輪葉片的熱膜測速設備的測試方法中，其特征在于，包括測試過程中隨著待測試旋轉部件轉動的旋轉端：熱膜探針、模擬信號預處理模塊、蓄電池模塊和藍牙發射模塊，靜止端的藍牙接收模塊和數據處理與顯示模塊；

所述旋轉端與所述靜止端通過藍牙信號連接；

所述旋轉端將所述熱膜探針測得的速度模擬信號傳輸到所述模擬信號預處理模塊，然后所述模擬信號預處理模塊將數字信號傳輸到所述藍牙發射模塊，所述藍牙發射模塊通過藍牙與藍牙接收模塊無線連接，最后將信號傳輸至數據處理與顯示模塊；同時所述蓄電池模塊通過導線與模擬信號預處理模塊和藍牙發射模塊相連。

5.根據權利要求4中所述的熱膜測速設備，其特征在于，所述旋轉端與所述靜止端的連接方式為藍牙連接；

所述旋轉端的輸出端為藍牙發射模塊，所述靜止端的輸入端為藍牙接收模塊。

6.根據權利要求4中所述的熱膜測速設備，其特征在于，所述旋轉端包括熱膜探頭、模擬信號預處理模塊、蓄電池模塊和藍牙發射模塊；

所述熱膜探針連接所述模擬信號預處理模塊的輸入端，所述模擬信號預處理模塊的輸出端連接所述藍牙發射模塊的輸入端，同時蓄電池模塊為模擬信號預處理模塊和藍牙發射模塊供電；

其中，在測量所述待測試旋轉部件邊界層的速度時，所述熱膜探針置于所述待測試流體內，所述模擬信號預處理模塊用于測量所述熱膜探針上的電信號，并將所述電信號經處理后傳輸至所述藍牙發射模塊；所述藍牙發射模塊將數字信號經藍牙傳輸至所述藍牙接收模塊。

7.根據權利要求4中所述的熱膜測速設備，其特征在于，所述模擬信號預處理模塊包括補償電路，信號濾波電路以及模數轉換電路。

8.根據權利要求4中所述的熱膜測速設備，其特征在于，所述藍牙接收模塊和數據處理與顯示模塊還用于根據測得的原始風速數據和標定風速的對應關系，將所述原始風速的數字信號轉化為精度符合要求的風速，還包括顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示所述待測試旋轉部件邊界層的速度。

9.根據權利要求4中所述的熱膜測速設備，其特征在于，所述蓄電池模塊為了滿足所述藍牙發射模塊的工作電壓，其輸出電壓為4.5V。

10.將權利要求4-8任一所述的適用于旋轉渦輪葉片的熱膜測速設備應用于旋轉機械的邊界層的研究中。