风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程；
[0098] (5)风速模拟显示模块5,包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放 大器的输入端与所述微信处理器连接。
[0099] 本实施例的套筒烟肉在烟肉缸筒上安装了风速时程快速模拟装置，便于烟肉缸筒 风速时程特征的及时获取;采用风速仪、温度传感器和数据采集装置进行风速时程模拟数 据的监测和采集，取代了传统技术人工激励和昂贵的激振设备，降低了成本，实用便捷;所 述模拟装置基于谐波叠加法的基础上，对平均风速和脉动风速的计算公式进行优化，减少 了计算的工作量，提高了风速时程模拟的效率;在计算平均风速时引入平均风速校正系数 Q，计算脉动风速时程时引入温度修正系数K，使得烟肉缸筒的风速时程模拟更加精确，其中 设定标准温度To为27°C，设定截取频率上限值为3hZ，最后得到的各模拟点的风速时程的模 拟精度提高到95.7%。
[0100] 实施例五
[0101] 参见图1，本实施例的套筒烟囱包括烟囱缸筒和安装在烟囱缸筒的风速时程快速 模拟装置，所述快速模拟装置包括：
[0102] (1)结构参数监测模块1，其包括风速仪、温度传感器和数据采集装置，沿烟肉缸筒 高度方向将烟肉缸筒划分多个间隔相同的测试层，在烟肉缸筒底部安装所述数据采集装 置，选择测试层的正中位置处作为一个风速时程的模拟点，且在每个测试层布设所述风速 仪和温度传感器；
[0103] (2)平均风速计算模块2,其利用风速仪监测出每测试层的风速总量，横向角和竖 向风速，取0.2s为采样时间间隔，进行平均风速的计算时，引入平均风速校正系数Q:
[0104]
[0105] 每测试层在一个采用时间的平均风速的计算公式为：
[0106]
[0107] 其中，A为风速总量w在X方向的分量值的极大值和极小值之和，B为风速总量w在y 方向分量值的极大值和极小值之和，歹为当地平均气压，f为当地平均温度，PwatS当地平 均水汽压，F b为标准状态下的风压系数；
[0108] (3)各模拟点的脉动风速时程计算模块3,包括生成所述各模拟点的脉动风速时程 的脉动风速功率谱，进行脉动风速功率谱的模拟时，引入温度修正系数κ = ，其 中Το为设定的标准温度，Τ为由所述温度传感器实时监测得到的平均温度值，则
[0109] Τ 2 To时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：
[0110] 件m
[0111] τ〈τ〇时，所述脉动风速功率谱的优化公式为：
[0112] 'm
[0113] 其中，λ为根据烟囱缸筒结构选择的地面粗糙度系数，g为根据平均风速W⑴选取的 频率截取上限值；
[0114] (4)风速时程计算模块4,包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位 置处的平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程；
[0115] (5)风速模拟显示模块5,包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放 大器的输入端与所述微信处理器连接。
[0116] 本实施例的套筒烟肉在烟肉缸筒上安装了风速时程快速模拟装置，便于烟肉缸筒 风速时程特征的及时获取;采用风速仪、温度传感器和数据采集装置进行风速时程模拟数 据的监测和采集，取代了传统技术人工激励和昂贵的激振设备，降低了成本，实用便捷;所 述模拟装置基于谐波叠加法的基础上，对平均风速和脉动风速的计算公式进行优化，减少 了计算的工作量，提高了风速时程模拟的效率;在计算平均风速时引入平均风速校正系数 Q，计算脉动风速时程时引入温度修正系数K，使得烟肉缸筒的风速时程模拟更加精确，其中 设定标准温度To为27°C，设定截取频率上限值为5hZ，最后得到的各模拟点的风速时程的模 拟精度提高到96.5%。
[0117]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保 护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应 当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。
【主权项】
1. 一种智能安全的悬吊式套筒烟肉，包括烟肉缸筒和安装在烟肉缸筒的风速时程快速 模拟装置，其特征是，所述快速模拟装置包括： (1) 结构参数监测模块，其包括风速仪、温度传感器和数据采集装置，沿烟肉缸筒高度 方向将烟肉缸筒划分多个间隔相同的测试层，在烟肉缸筒底部安装所述数据采集装置，选 择测试层的正中位置处作为一个风速时程的模拟点，且在每个测试层布设所述风速仪和温 度传感器； (2) 平均风速计算模块，其利用风速仪监测出每测试层的风速总量，横向角和竖向风 速，取0.2s为采样时间间隔，进行平均风速的计算时，引入平均风速校正系数Q: ，厂,-0.378/^_开 q = 1_ 1+0?036677_t " Fb 每测试层在一个采用时间的平均风速的计算公式为： Wv)=.〒-[u'i)cos(arcs.in cos-A]: +[2W〇cos[aresm^^^-j]sin^(r)]-5]J| ： xQ 其中，A为风速总量w在x方向的分量值的极大值和极小值之和，B为风速总量w在y方向 分量值的极大值和极小值之和，P为当地平均气压，f为当地平均温度，Pwat为当地平均水 汽压，F b为标准状态下的风压系数； (3) 各模拟点的脉动风速时程计算模块，包括生成所述各模拟点的脉动风速时程的脉 动风速功率谱； (4) 风速时程计算模块，包括微处理器，所述微处理器利用谐波叠加法对相同位置处的 平均风速和脉动风速时程进行叠加，得到各模拟点的风速时程； (5) 风速模拟显示模块，包括依次连接的隔离放大器和数字显示屏，所述隔离放大器的 输入端与所述微处理器连接。2. 根据权利要求1所述的一种智能安全的悬吊式套筒烟肉，其特征是，进行脉动风速功 率谱的模拟时，引入温度修正系数K = ，其中To为设定的标准温度，T为由所述温 度传感器实时监测得到的平均温度值，则 Τ 2 To时，所述脉动风速功率谱的优化公式为： 兄(宕)=--一--X (1 [Zi) X 5.%x 10fi 1+(12()0〇KS T〈T〇时，所述脉动风速功率谱的优化公式为： s?77^fc^x(1+_)x5.76x106 1 + (---) ， ^0 其中，λ为根据烟囱缸筒结构选择的地面粗糙度系数，g为根据平均风速W⑴选取的频率 截取上限值。3. 根据权利要求1所述的一种智能安全的悬吊式套筒烟肉，其特征是，所述频率截取上 限值的范围为3hZ~5hZ。4. 根据权利要求2所述的一种智能安全的悬吊式套筒烟肉，其特征是，所述标准温度值 的设定范围为23°C~27°C。
【专利摘要】本发明提供了一种智能安全的悬吊式套筒烟囱，其包括烟囱缸筒和安装在烟囱缸筒的风速时程快速模拟装置，所述快速模拟装置包括结构参数监测模块、平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块和风速模拟显示模块。所述平均风速计算模块、各模拟点的脉动风速时程计算模块、风速时程计算模块依靠所述监测模块监测数值进行计算，得到的风速时程由风速模拟显示模块显示。本发明可以对风速时程进行快速模拟，智能安全。
【IPC分类】G09B25/02
【公开号】CN105469694
【申请号】CN201610040684
【发明人】肖锐
【申请人】肖锐
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月20日