鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統的製作方法
2023-06-14 11:21:41
鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統，所述檢測方法是將被測風速風向儀放置在風洞裝置的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風速風向儀的動態性能指標進行檢測；包括步驟：制定方案、單個風速風向儀的檢測、多個風速風向儀的檢測和分析輸出，輸出在特定風速風向條件下被試風速風向儀的風向跟隨誤差和滯後時間常數。所述測試系統包括風洞裝置、風速管、風向模擬裝置和中央控制裝置；風向模擬裝置為數控轉盤，包括工作檯、轉動軸、底座和步進電機；工作檯上設置被測風速風向儀的安裝基座、工作電源和信號輸出接口；安裝基座與被測風速風向儀的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據具體的被測風速風向儀進行更換。
【專利說明】鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統。
【背景技術】
[0002]高速列車在大風環境下運行存在很多隱患，目前採用的有效方法是在大風多發路段應用大風監測預警指揮系統，風速風向儀成為該系統的核心部件。超聲式和熱場式風速風向儀應用最為廣泛。但其出廠前的校準檢測採用的是靜態校準的方法，在風速風向快速變化的情況下，其測試結果的可靠性有待檢定校驗。
【發明內容】
[0003]採用標準風洞的標準風速為參照，通過在同一測試系統中，在相同條件下，利用數控轉盤使風速風向儀按照一定速度轉動，模擬風速風向周期性變化的情況，得到風速風向儀的動態偏移角、啟動風速、距離常數和阻尼比等動態特性的鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法及系統。
[0004]本發明目的是通過以下方式予以實現的:
檢測方法:
所述檢測方法是將被測風速風向儀放置在風洞裝置的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風速風向儀的動態性能指標進行檢測；
所述檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風速風向儀制定至少一組風速和風向變化頻率的試驗參數；
2)單個風速風向儀的檢測:
2-1:將單個被測風速風向儀安裝在風洞裝置的試驗段中；
2-2:啟動計算機，風洞裝置處於就緒狀態，給被測風速風向儀供電，使被測風速風向儀處於工作狀態；
2-3:計算機中的軟體啟動並控制風洞裝置的風力達到設定值，穩定設定時間；
2-4:計算機中的軟體啟動並控制被測風速風向儀的指北點接受風力大小變化及其變化頻率，穩定設定時間；
2-5:計算機中的軟體記錄被測風速風向儀在設定風力和風向變化頻率時輸出的檢測數據並保存；
2-6:重複步驟2-3到2-5，進行該風速風向儀的下一組試驗參數的檢測，直到完成步驟I設定的所有試驗參數；
3)多個風速風向儀的檢測:重複步驟2)中的操作，直到完成所有被測風速風向儀的檢
測；
4)分析輸出:將檢測數據和給定數據相比較，輸出在特定風速風向條件下被試風速風向儀的風向跟隨誤差和滯後時間常數。
[0005]所述風向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。[0006]所述風向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
[0007]檢測系統:
適用於上述檢測方法，用於對被測風速風向儀進行動態性能指標的檢測試驗；所述檢測系統包括風洞裝置、風速管、風向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟體；所述風洞裝置的控制部分、風速管和風向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；
所述風向模擬裝置為數控轉盤，包括工作檯，轉動軸、底座和步進電機；工作檯位於轉動軸的頂部；轉動軸的底部和步進電機都安裝在底座上；轉動軸安裝有與步進電機相匹配的傳動裝置，轉動軸相對於底座能夠相對轉動，步進電機則固定在底座上；
所述工作檯上設置被測風速風向儀的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；
所述安裝基座與被測風速風向儀的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據具體的被測風速風向儀進行更換；
所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
[0008]數控轉盤的工作轉速為每秒18?180度。
[0009]所述數控轉盤工作加速度為每秒每秒0-90度。
[0010]與現有技術相比較，本發明具有以下優點:本發明的方法，能夠檢測被測風速風向儀的動態性能指標，如啟動風速和跟隨特性等。本發明的系統構造簡單合理，通過控制風洞裝置和數控轉盤的轉速，模擬出特定地區的風速的大小和風向的吹入角度及其變化頻率的風速風向環境，對被測風速風向儀進行檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的檢測系統一實施例結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視結構示意圖；
圖中:1-風洞裝置，2-風速管，3-轉盤，4-步進電機，5-被測風速風向儀，6-工作檯，7-轉動軸，8-風速試驗段，9-基準點。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖，對本發明檢測方法的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0013]檢測方法:
所述檢測方法是將被測風速風向儀5放置在風洞裝置I的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風速風向儀5的動態性能指標進行檢測；
所述檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風速風向儀5制定至少一組風速和風向變化頻率的試驗參
數；
2)單個風速風向儀5的檢測:
2-1:將單個被測風速風向儀5安裝在風洞裝置的試驗段中；
2-2:啟動計算機，風洞裝置處於就緒狀態，給被測風速風向儀5供電，使被測風速風向儀5處於工作狀態；
2-3:計算機中的軟體啟動並控制風洞裝置I的風力達到設定值，穩定設定時間； 2-4:計算機中的軟體啟動並控制被測風速風向儀5的指北點接受風力大小變化及其變化頻率，穩定設定時間；
2-5:計算機中的軟體記錄被測風速風向儀5在設定風力和風向變化頻率時輸出的檢測數據並保存；
2-6:重複步驟2-3到2-5，進行該風速風向儀的下一組試驗參數的檢測，直到完成步驟I設定的所有試驗參數；
3)多個風速風向儀5的檢測:重複步驟2)中的操作，直到完成所有被測風速風向儀5的檢測；
4)分析輸出:將檢測數據和給定數據相比較，輸出在特定風速風向條件下被試風速風向儀的風向跟隨誤差和滯後時間常數。
[0014]所述風向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。
[0015]所述風向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
[0016]檢測系統:
適用於上述檢測方法，用於對被測風速風向儀5進行動態性能指標的檢測試驗；所述檢測系統包括風洞裝置1、風速管2、風向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟體；所述風洞裝置I的控制部分、風速管2和風向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；
所述風向模擬裝置為數控轉盤，包括工作檯6，轉動軸7、底座和步進電機4 ;工作檯6位於轉動軸7的頂部；轉動軸7的底部和步進電機4都安裝在底座上；轉動軸7安裝有與步進電機4相匹配的傳動裝置，轉動軸7相對於底座能夠相對轉動，步進電機4則固定在底座上；
所述工作檯6上設置被測風速風向儀5的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；
所述安裝基座與被測風速風向儀5的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據具體的被測風速風向儀5進行更換；
所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
[0017]數控轉盤的工作轉速為每秒18?180度。
[0018]所述數控轉盤工作加速度為每秒每秒0-90度。
[0019]檢測方法的實施例:
以福建沿海颱風地區的風速風向環境為例，該地區在颱風季節，最大風速為每秒30米，風向變化角度為正負45度，檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風速風向儀5制定至少一組風速和風向變化頻率的試驗參數；制定10組試驗參數:
2)單個風速風向儀5的檢測:是指對某一個被測風速風向儀5按照10組試驗參數進行檢測。
[0020]2-1:將單個被測風速風向儀5安裝在風洞裝置的試驗段中；參考附圖。
[0021]2-2:啟動計算機，風洞裝置處於就緒狀態，給被測風速風向儀5供電，使被測風速風向儀5處於工作狀態；
2-3:計算機中的軟體啟動並控制風洞裝置I的風力達到第I組試驗參數的設定值，穩定設定時間為3秒；2-4:計算機中的軟體啟動並控制被測風速風向儀5的指北點接受風力大小變化及其變化頻率符合第I組試驗參數，穩定設定時間3秒；
2-5:計算機中的軟體記錄被測風速風向儀5在設定風力和風向變化頻率符合第I組試驗參數時輸出的檢測數據並保存；
2-6:重複步驟2-3到2-5，進行該風速風向儀的第2組到第10組的試驗參數的檢測，直到完成步驟I設定的10組試驗參數；
3)多個風速風向儀5的檢測:重複步驟2)中的操作，直到完成所有被測風速風向儀5的檢測；
4)分析輸出:將檢測數據和給定數據相比較，輸出在特定風速風向條件下被試風速風向儀的風向跟隨誤差和滯後時間常數。參見表1。
【權利要求】
1.一種鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法，所述檢測方法是將被測風速風向儀(5)放置在風洞裝置(I)的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風速風向儀(5)的動態性能指標進行檢測； 其特徵在於:所述檢測方法的步驟: 1)制定方案:為每個被測風速風向儀(5)制定至少一組風速和風向變化頻率的試驗參數； 2)單個風速風向儀(5)的檢測: 2-1:將單個被測風速風向儀(5)安裝在風洞裝置的試驗段中； 2-2:啟動計算機，風洞裝置處於就緒狀態，給被測風速風向儀(5)供電，使被測風速風向儀(5)處於工作狀態； 2-3:計算機中的軟體啟動並控制風洞裝置(I)的風力達到設定值，穩定設定時間；2-4:計算機中的軟體啟動並控制被測風速風向儀(5)的指北點接受風力大小變化及其變化頻率，穩定設定時間； 2-5:計算機中的軟體記錄被測風速風向儀(5)在設定風力和風向變化頻率時輸出的檢測數據並保存； 2-6:重複步驟2-3到2-5，進行該風速風向儀的下一組試驗參數的檢測，直到完成步驟I設定的所有試驗參數；； 3)多個風速風向儀(5)的檢測:重複步驟2)中的操作，直到完成所有被測風速風向儀(5)的檢測； 4)分析輸出:將檢測數據和給定數據相比較，輸出在特定風速風向條件下被試風速風向儀的風向跟隨誤差和滯後時間常數。
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於:所述風向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。
3.根據權利要求1或2所述的檢測方法，其特徵在於:所述風向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
4.一種適用於權利要求1-3所述鐵路沿線風速風向儀動態性能指標檢測方法的檢測系統，用於對被測風速風向儀(5)進行動態性能指標的檢測試驗；所述檢測系統包括風洞裝置(I)、風速管(2)、風向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟體；所述風洞裝置(I)的控制部分、風速管(2)和風向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；其特徵在於: 所述風向模擬裝置為數控轉盤，包括工作檯(6)，轉動軸(7)、底座和步進電機(4);工作檯(6)位於轉動軸(7)的頂部；轉動軸(7)的底部和步進電機(4)都安裝在底座上；轉動軸(7)安裝有與步進電機(4)相匹配的傳動裝置，轉動軸(7)相對於底座能夠相對轉動，步進電機(4)則固定在底座上； 所述工作檯(6)上設置被測風速風向儀(5)的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；所述安裝基座與被測風速風向儀(5)的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據具體的被測風速風向儀(5)進行更換； 所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
5.根據權利要求4所述的檢測系統，其特徵在於:數控轉盤的工作轉速為每秒If180度。
6.根據權利要 求4或5所述的檢測系統，其特徵在於:所述數控轉盤工作加速度為每秒0-90度。
【文檔編號】G01P21/00GK104007289SQ201410263522
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】田紅旗, 梁習鋒, 劉堂紅, 楊明智, 張健, 熊小慧, 孫博 申請人:中南大學