專利名稱：空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空氣動力學(xué)，傳感器、測量與控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種空氣湍流運(yùn)動 模擬裝置，用于給空氣湍流運(yùn)動物理參數(shù)測量傳感器的研制、校正提供測量環(huán)境；用于給空 氣湍流現(xiàn)象的理論研究提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；用于給空氣湍流運(yùn)控制研究提供實(shí)驗(yàn)對象。
背景技術(shù)：
空氣湍流現(xiàn)象普遍存在于自然界和工業(yè)領(lǐng)域，對湍流現(xiàn)象的研究是多方位多層次的。 例如，湍流速度場研究對航空器安全飛行、風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行、風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率優(yōu)化控 制等有廣泛應(yīng)用甜景。設(shè)計(jì)制造一種微型空氣湍流模擬裝置，對研究、測試測量空氣湍流 物理量傳感器，以及研究和描述空氣湍流運(yùn)動規(guī)律的數(shù)學(xué)物理力—程等有重要意義?，F(xiàn)有的 空氣湍流模擬裝置模擬大氣湍流現(xiàn)象，體積龐大，費(fèi)用高，建設(shè)周期長， 一般由國家資助 建設(shè)，主要用于國家重點(diǎn)工程的前期科學(xué)論證。采用的湍流發(fā)牛機(jī)理與本發(fā)明有本質(zhì)不同。 本發(fā)明以傳感器與測控技術(shù)研究與應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，為測控技術(shù)提供測試環(huán)境，同時也可作 為湍流理論研究的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對象。為此目的研制的空氣湍流微型模擬裝置，目前國內(nèi)外尚 未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是創(chuàng)造一種產(chǎn)生模擬空氣湍流運(yùn)動的微型裝置，其特點(diǎn)在于它能產(chǎn)生空 氣湍流，湍流的參數(shù)是可以調(diào)節(jié)的，裝置微型化；克服現(xiàn)有的空氣湍流模擬裝置模擬大氣 湍流現(xiàn)象，體積龐大，費(fèi)用高，建設(shè)周期長等弊端。
空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于直筒B底部連接一錐體，側(cè)下壁通過凸沿與 支架連接，直筒B上方與直筒A連接，直筒B側(cè)上壁沿圓周切線方向連接進(jìn)風(fēng)彎道，進(jìn)風(fēng)管 一端與進(jìn)風(fēng)彎道連接，另一端與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)電源端與風(fēng)機(jī)控制器連接，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過 軟管與進(jìn)風(fēng)管連接進(jìn)風(fēng)管內(nèi)設(shè)置有加熱器或制冷器，經(jīng)線纜與進(jìn)風(fēng)管外的加熱控制器連接； 電源與風(fēng)機(jī)控制器和加熱控制器連接。
所述的直筒B的直徑大于直筒A的直徑。所述的直筒A、直筒B、和錐體上，沿垂直方向分別開有傳感器測量孔。 所述的進(jìn)風(fēng)彎道與直筒B之間連接有支撐筋板。
所述的空氣湍流運(yùn)動模擬裝置可獨(dú)立設(shè)置，也可以由前一裝置的直筒A經(jīng)由管道與后一
裝置的進(jìn)風(fēng)管串聯(lián)連接，組成多個空氣湍流運(yùn)動模擬系統(tǒng)。
所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置上安裝了測量傳感器及測量電路，用以測量空氣湍流 特參數(shù)。
所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置上安裝了控制電路，可以改變空氣湍流特參數(shù)。
空氣流量是通過風(fēng)機(jī)控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功率實(shí)現(xiàn)的，該風(fēng)機(jī)控制器用單片機(jī)和模擬電路實(shí) 現(xiàn)，具有數(shù)據(jù)通信接口，可與其他計(jì)算機(jī)通信。
空氣溫度是通過加熱器或制冷器的溫度控制器調(diào)節(jié)加熱器或制冷器的功率實(shí)現(xiàn)的，該溫 度控制器用單片機(jī)和模擬電路實(shí)現(xiàn)，具有數(shù)據(jù)通信接口，可與其他計(jì)算機(jī)通信。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，并能產(chǎn)生空氣湍流，且湍流的參數(shù)是可以調(diào)節(jié)的，裝置微型化。配置 了基本的測量傳感器，信號處理與控制電路。


圖l為空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置結(jié)構(gòu)原理圖2為多個空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置連接圖。 1.直筒A， 2.直筒B， 3.錐體，4.支架，5.進(jìn)風(fēng)彎道，6.進(jìn)風(fēng)管，7.溫度控制器，8.風(fēng) 機(jī)，9.風(fēng)機(jī)控制器，10.軟管，11.加熱器或制冷器，12.電源，13.凸沿，14.支撐筋板， 15.傳感器測量孔。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是 采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置結(jié)構(gòu)如圖l所示，直筒B2底部連接一錐體3，側(cè)下壁通過凸 沿13與支架4連接，直筒B2上方與直筒A1連接，直筒B2側(cè)上壁沿圓周切線方向連接進(jìn)風(fēng) 彎道5，進(jìn)風(fēng)管6—端與進(jìn)風(fēng)彎道5連接，另一端與風(fēng)機(jī)8連接，風(fēng)機(jī)8電源端與風(fēng)機(jī)控制器 9連接，風(fēng)機(jī)8出風(fēng)口通過軟管10與進(jìn)風(fēng)管6連接。進(jìn)風(fēng)管道6與直筒2之間有支撐筋板14連接，進(jìn)風(fēng)管6內(nèi)設(shè)置有加熱器或制冷器ll，經(jīng)線纜與進(jìn)風(fēng)管外的加熱控制器7連接。直筒 B2直徑大于直筒A 1直徑。直筒A 1、直筒B2和錐體3上各開有傳感器測量孔15，電源12 與風(fēng)機(jī)控制器9和加熱控制器7連接，給該裝置提供電源。空氣湍流運(yùn)動模擬裝置可獨(dú)立設(shè) 置，也可以由前一裝置的直筒1通過管道與后一裝置的進(jìn)風(fēng)管6串聯(lián)連接，組成多個空氣湍 流運(yùn)動模擬系統(tǒng)。
空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置可獨(dú)立設(shè)置，也可以由前一裝置的直筒Al通過管道與后一裝 置的進(jìn)風(fēng)口6串聯(lián)連接，組成多個空氣湍流運(yùn)動模擬微型系統(tǒng)，如圖2所示。
使用時，由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的速度可調(diào)節(jié)的風(fēng)由通過軟管10，經(jīng)過進(jìn)風(fēng)管6進(jìn)入進(jìn)風(fēng)彎道5， 經(jīng)加熱器或制冷器ll后，從進(jìn)風(fēng)彎道5沿直筒B 2與彎道的切線方向進(jìn)入直筒B 2，然后進(jìn) 入錐體3后，以湍流運(yùn)動形態(tài)，經(jīng)由直筒B 2和直筒A 1流出，進(jìn)入大氣，或進(jìn)入另一個空 氣湍流運(yùn)動模擬裝置的進(jìn)風(fēng)管6，見圖2。制造材料可以用選用有機(jī)玻璃、塑料、玻璃、陶瓷 或金屬等，根據(jù)用途而定。例如，作為空氣湍流的冷態(tài)模擬裝置，為增加對湍流運(yùn)動可觀察 性，可用有機(jī)玻璃制造，并在其中加入示蹤顆粒，該顆粒與空氣運(yùn)動形態(tài)一致，可以觀測到 空氣的運(yùn)動形態(tài)?？刂萍訜崞鳒囟刃∮谟袡C(jī)玻璃溫度上限值，模擬有一定溫度的空氣湍流； 或者關(guān)閉加熱器，模擬常溫態(tài)空氣湍流；或者將加熱器換成制冷器，模擬低溫空氣湍流。模 擬高溫態(tài)空氣湍流，則制造材料要選用玻璃、陶瓷材料或金屬材料。
空氣流量是通過鼓風(fēng)機(jī)的控制器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功率實(shí)現(xiàn)的，該控制器用單片機(jī)和模擬電路實(shí) 現(xiàn)，具有數(shù)據(jù)通信接口，可與其他計(jì)算機(jī)通信。
空氣溫度是通過加熱器或制冷器的溫度控制器調(diào)節(jié)加熱器或制冷器的功率實(shí)現(xiàn)的，該控 制器用單片機(jī)和模擬電路實(shí)現(xiàn)，具有數(shù)據(jù)通信接口，可與其他計(jì)算機(jī)通信。
權(quán)利要求
1.空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于直筒B(2)底部連接一錐體(3)，側(cè)下壁通過凸沿(13)與支架(4)連接，直筒B(2)上方與直筒A(1)連接，直筒B(2)側(cè)上壁沿圓周切線方向連接進(jìn)風(fēng)彎道(5)，進(jìn)風(fēng)管(6)一端與進(jìn)風(fēng)彎道(5)連接，另一端與風(fēng)機(jī)(8)連接，風(fēng)機(jī)(8)電源端與風(fēng)機(jī)控制器(9)連接，風(fēng)機(jī)(8)出風(fēng)口通過軟管(10)與進(jìn)風(fēng)管(6)連接；進(jìn)風(fēng)管(6)內(nèi)設(shè)置有加熱器或制冷器(11)，經(jīng)線纜與進(jìn)風(fēng)管外的加熱控制器(7)連接；電源(12)與風(fēng)機(jī)控制器(9)和加熱控制器(7)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于所述的直筒B (2)的直 徑大于直筒A (1)的直徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于所述的直筒A (1)、直 筒B(2)、和錐體(3)上，沿垂直方向分別開有傳感器測量孔(15)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于進(jìn)風(fēng)彎道(5)與直筒(2)之間連接有支撐筋板(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于空氣湍流運(yùn)動模擬裝 置可獨(dú)立設(shè)置，也可以由前一裝置的直筒A(1)經(jīng)由管道與后一裝置的進(jìn)風(fēng)管(6)串聯(lián)連接， 組成多個空氣湍流運(yùn)動模擬系統(tǒng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于空氣湍流運(yùn)動模擬裝置 上安裝了測量傳感器及測量電路，用以測量空氣湍流特參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，其特征在于空氣湍流運(yùn)動模擬裝置上安裝了控制電路，可以改變空氣湍流特參數(shù)。
全文摘要
空氣湍流運(yùn)動模擬微型裝置，特點(diǎn)是直筒B底部連接一錐體，側(cè)下壁通過凸沿與支架連接，直筒B上方與直筒A連接，直筒B側(cè)上壁沿圓周切線方向連接進(jìn)風(fēng)彎道、進(jìn)風(fēng)管一端與進(jìn)風(fēng)彎道連接，另一端與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)電源端與風(fēng)機(jī)控制器連接，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口通過軟管與進(jìn)風(fēng)管連接。進(jìn)風(fēng)管道與直筒B之間有支撐筋板連接，進(jìn)風(fēng)管內(nèi)設(shè)置有加熱器，經(jīng)線纜與進(jìn)風(fēng)管外的加熱控制器連接。直筒A、直筒B和錐體上有傳感器測量孔，電源與風(fēng)機(jī)控制器和加熱控制器連接，給該裝置提供電源?？諝馔牧鬟\(yùn)動模擬裝置可獨(dú)立設(shè)置，也可以由前一裝置的直筒A通過管道與后一裝置的進(jìn)風(fēng)管串聯(lián)連接，組成多個空氣湍流運(yùn)動模擬系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)可調(diào)，裝置微型化。
文檔編號G01M9/08GK101408476SQ20081004165
公開日2009年4月15日 申請日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者峰 夏, 進(jìn) 陳, 黃海燕 申請人:上海第二工業(yè)大學(xué)