专利名称：一种空气湍流运动模拟微型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于空气动力学，传感器、测量与控制技术领域。本实用新型涉及一种空气 湍流运动模拟微型装置，用于给空气湍流运动物理参数测量传感器的研制、校正提供测量环 境；用于给空气湍流现象的理论研究提供实验验证；用于给空气湍流运控制研究提供实验对象。
背景技术：
空气湍流现象普遍存在于自然界和工业领域，对湍流现象的研究是多方位多层次的。 例如，湍流速度场研究对航空器安全飞行、风力发电机安全运行、风力发电机功率优化控 制等有广泛应用前景。设计制造一种微型空气湍流模拟装置，对研究、测试测量空气湍流 物理量传感器，以及研究和描述空气湍流运动规律的数学物理方程等有重要意义。现有的 空气湍流模拟装置模拟大气湍流现象，体积庞大，费用高，建设周期长， 一般由国家资助 建设，主要用于国家重点工程的前期科学论证。采用的湍流发生机理与本发明有本质不同。 本发明以传感器与测控技术研究与应用为出发点，为测控技术提供测试环境，同时也可作 为湍流理论研究的实验验证对象。为此目的研制的空气湍流微型模拟装置，目前国内外尚 未见报道。
实用新型内容
本实用新型的目是创造一种产生模拟空气湍流运动的微型装置，其特点在于它能产 生空气湍流，湍流的参数是可以调节的，装置微型化；克服现有的空气湍流模拟装置模拟 大气湍流现象，体积庞大，费用高，建设周期长等弊端。
一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于直筒B底部连接一锥体，侧F壁通过凸 沿与支架连接，直筒B上方与直筒A连接，直筒B侧t壁沿圆周切线方向连接进风弯道，进 风管一端与进风弯道连接，另一端与风机连接，风机电源端与风机控制器连接，风机出风口 通过软管与进风管连接；进风管内设置有加热器或制冷器，经线缆与进风管外的加热控制器 连接；电源与风机控制器和加热控制器连接。所述的直筒B的直径大于直筒A的直径。
所述的直筒A、直筒B、和锥体上，沿垂直方向分别开有传感器测量孔。 所述的进风弯道与直筒B之间连接有支撑筋板。
所述的空气湍流运动模拟装置可独立设置，也可以由前一装置的直筒A经由管道与后一 装置的进风管串联连接，组成多个空气湍流运动模拟系统。
所述的空气湍流运动模拟微型装置上安装了测量传感器及测量电路，用以测量空气湍流 特参数。
所述的空气湍流运动模拟微型装置上安装了控制电路，可以改变空气湍流特参数。
空气流量是通过风机控制器调节风机功率实现的，该风机控制器用单片机和模拟电路实 现，具有数据通信接口，可与其他计算机通信。
空气温度是通过加热器或制冷器的温度控制器调节加热器或制冷器的功率实现的，该温 度控制器用单片机和模拟电路实现，具有数据通信接口，可与其他计算机通信。
本实用新型结构简单，并能产生空气湍流，且湍流的参数是可以调节的，装置微型化。 配置了基本的测量传感器，信号处理与控制电路。
图l为空气湍流运动模拟微型装置结构原理图2为多个空气湍流运动模拟微型装置连接图。 1.直筒A， 2.直筒B， 3.锥体，4.支架，5.进风弯道，6.进风管，7.温度控制器，8.风 机，9.风机控制器，10.软管，11.加热器或制冷器，12.电源，13.凸沿，14.支撑筋板， 15.传感器测量孔。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述，但本实施例并不用于限制本实用新 型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
一种空气湍流运动模拟微型装置结构如图1所示，直筒B2底部连接一锥体3，侧下壁通 过凸沿13与支架4连接，直筒B2上方与直筒A1连接，直筒B2侧上壁沿圆周切线方向连接 进风弯道5，进风管6 —端与进风弯道5连接，另一端与风机8连接，风机8电源端与风机控制器9连接，风机8出风口通过软管10与进风管6连接。进风管道6与直筒2之间有支撑筋 板14连接，进风管6内设置有加热器或制冷器ll，经线缆与进风管外的加热控制器7连接。 直筒B2直径大于直筒A l直径。直筒A 1、直筒B2和锥体3上各开有传感器测量孔15，电 源12与风机控制器9和加热控制器7连接，给该装置提供电源。空气湍流运动模拟装置可独 立设置，也可以由前一装置的直筒1通过管道与后一装置的进风管6串联连接，组成多个空 气湍流运动模拟系统。
空气湍流运动模拟微型装置可独立设置，也可以由前-装置的直筒A1通过管道与后一装 置的进风口6串联连接，组成多个空气湍流运动模拟微型系统，如图2所示。
使用时，由风机产生的速度可调节的风由通过软管10，经过进风管6进入进风弯道5， 经加热器或制冷器ll后，从进风弯道5沿直筒B2与弯道的切线方向进入直筒B2，然后进入 锥体3后，以湍流运动形态，经由直筒B2和直筒Al流出，进入大气，或进入另一个空气湍 流运动模拟装置的进风管6，见图2。制造材料可以用选用有机玻璃、塑料、玻璃、陶瓷或金 属等，根据用途而定。例如，作为空气湍流的冷态模拟装置，为增加对湍流运动可观察性， 可用有机玻璃制造，并在其中加入示踪颗粒，该颗粒与空气运动形态一致，可以观测到空气 的运动形态。控制加热器温度小于有机玻璃温度上限值，模拟有一定温度的空气湍流；或者 关闭加热器，模拟常温态空气湍流；或者将加热器换成制冷器，模拟低温空气湍流。模拟高 温态空气湍流，则制造材料要选用玻璃、陶瓷材料或金属材料。
空气流量是通过鼓风机的控制器调节风机功率实现的，该控制器用单片机和模拟电路实 现，具有数据通信接口，可与其他计算机通信。
空气温度是通过加热器或制冷器的温度控制器调节加热器或制冷器的功率实现的，该控 制器用单片机和模拟电路实现，具有数据通信接口，可与其他计算机通信。
权利要求1. 一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于直筒B(2)底部连接一锥体(3)，侧下壁通过凸沿(13)与支架(4)连接，直筒B(2)上方与直筒A(1)连接，直筒B(2)侧上壁沿圆周切线方向连接进风弯道(5)，进风管(6)一端与进风弯道(5)连接，另一端与风机(8)连接，风机(8)电源端与风机控制器(9)连接，风机(8)出风口通过软管(10)与进风管(6)连接；进风管(6)内设置有加热器或制冷器(11)，经线缆与进风管外的加热控制器(7)连接；电源(12)与风机控制器(9)和加热控制器(7)连接。
2. 根据权利要求]所述的一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于所述的直筒B (2) 的直径大于直筒A (1)的直径。
3. 根据权利要求1所述的一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于所述的直筒A(l)、 直筒B(2)、和锥体(3)上，沿垂直方向分别开有传感器测量孔(15)。
4. 根据权利要求1所述的一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于进风弯道(5)与直 筒(2)之间连接有支撑筋板(14)。
5.根据权利要求1所述的一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于空气湍流运动模 拟装置可独立设置，也可以由前一装置的直筒A(1)经由管道与后一装置的进风管(6)串联连 接，组成多个空气湍流运动模拟系统。
6. 根据权利要求1所述的-种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于空气湍流运动模拟 装置上安装了测量传感器及测量电路，用以测量空气湍流特参数。
7. 根据权利要求l所述的一种空气湍流运动模拟微型装置，其特征在于空气湍流运动模拟装置上安装了控制电路，可以改变空气湍流特参数。
专利摘要一种空气湍流运动模拟微型装置，特点是直筒B底部连接一锥体，侧下壁通过凸沿与支架连接，直筒B上方与直筒A连接，直筒B侧上壁沿圆周切线方向连接进风弯道、进风管一端与进风弯道连接，另一端与风机连接，风机电源端与风机控制器连接，风机出风口通过软管与进风管连接。进风管道与直筒B之间连接有支撑筋板，进风管内设置有加热器，经线缆与进风管外的加热控制器连接。电源与风机控制器和加热控制器连接，给该装置提供电源。空气湍流运动模拟微型装置可独立设置，也可以由前一装置的直筒A通过管道与后一装置的进风管串联连接，组成多个空气湍流运动模拟系统。本实用新型结构简单，参数可调。
文档编号G01M9/08GK201251503SQ20082015192
公开日2009年6月3日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者峰 夏, 进 陈, 黄海燕 申请人:上海第二工业大学