一种风速管的制作方法

本实用新型测试技术领域，尤其是一种风洞试验中用于测量风速和风压的风速管。

背景技术：

风速管，又称空速管或者皮托管，是在进行风洞试验时极为重要的测量工具，其作用是反映出目标与外界空气的相对速度。广泛应用于科研、生产、教学、环境保护以及净化室、矿井通风、能源管理部门。测量管道风速、炉窑烟道内的气流速度,经过换算来确定流量。用靠背管测定流速和流量，使用方便，快捷，准确度高是一种经典测量方法。

风速管是相对简单的机械探测装备，造价不高，工作可靠，在航空领域已经全面成熟的应用。如果风速管能应用到航天领域，将推动航天器在大气数据采集方面的精度，降低航天推动器测量的造价等方面具有积极的现实意义。

目前，风速管用于测量风的分布，即可以得到风压和风向。具体使用方式：在测量时头部朝着来流方向，气流由头部中心孔也即总压孔引入，经由总压传感器测得总压主要用于测量煤粉管道和烟道内的动压、静压值，对测得的压力差进行系数修正后，再通过公式进行计算求得风道、烟道流速。

现有的风速管，在使用时，其不足之处是测量端与主管呈直角结构，且占据几何空间大，不便于插入工业管道特别是小孔径管道。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种风速管，其结构较小，能够用于小型实验风场的测量，而且精度较高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种风速管，其特征在于：包括细长的测压管，所述的测压管一端为半球形的封闭端，另一端与圆形空心固定法兰连接，其中封闭端的球形表面设有全压孔，全压孔与处于测压管内部的全压管一端接触并对齐，全压管的另一端穿过连接盘，连接盘置于固定法兰空心内，并且连接盘与固定法兰通过沉头螺钉连接。

对上述结构作进一步限定，所述的全压孔设置为五个，其中一个全压孔的轴线与测压管的轴线重合，其余四个以测压管的轴线为中心、在圆周方向上均匀分布，与全压孔对应的全压管同样为5个，全压管的轴线与测压管的轴线平行或重合。

对上述结构作进一步限定，所述的全压管为细长管，其直径为0.4-0.6毫米，所述的测压管为铜管，其内径为8-10毫米。

对上述结构作进一步限定，所述的测压管中部表面设有静压孔，在连接盘上设置静压管，静压管把外界与测压管内部空间连通。

对上述结构作进一步限定，所述的静压管一端与静压孔的位置对齐，另一端穿过连接盘，静压管与测压管的轴线平行。

对上述结构作进一步限定，所述的测压管内部、封闭端附近设有第二隔板，所有的全压管穿过第二隔板，并且利用第二隔板支撑全压管，所述的测压管内还设有用于支撑静压管和全压管的第一隔板，所述的第一隔板设于静压孔与固定法兰之间，并且靠近静压孔一侧。

对上述结构作进一步限定，处于测压管外部的静压管的长度大于全压管的长度。

对上述结构作进一步限定，所述的静压孔设置为8个，其处于测压管同一截断面上，并且在该端面上沿着测压管轴线均匀分布。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1）本实用新型中的风速管，在测压管内部设置全压管和静压管，通过布置5个不在同一平面上的全压孔来检测不同方向上的风压，实现风压测量精确，同样利用风压和静压之间关系来确定风洞内的风速。这种结构相对常用的风速管来说尺寸大大减小，测压孔直径设计小，分布精度高，能够应用于小型实验风场的测量，标定数据准确，测试精度高；

（2）本实用新型中的测压管内部设置两个隔板，利用隔板支撑全压管和静压管，使这种细长的铜管在发生碰撞后降低损坏机率，提高使用寿命，同样在隔板上开设供铜管穿过的小孔，小孔与全压孔对器，这样在风速管装载时，不必考虑每个铜管之间的定位关系，提高装配效率与装配精度；另外，该风速管整体组装为一体结构，利用固定法兰与外部构件进行连接固定，方便现场安装，调整操作时间短。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的一种内部结构示意图；

图3是本实用新型的另一种内部结构示意图；

图4是图2和图3中A向视图；

图5是图2和图3中B-B断面图；

图中：1、固定法兰，2、测压管，3、静压孔，4、全压管，5、静压管，6、连接盘，7、沉头螺钉，8、第一隔板，9、第二隔板，10、全压孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

根据附图1和2可知，本实用新型具体涉及一种风速管，包括测压管2、以及在测压管2内设置的静压管5和全压管4，其中测压管2的结构为细长铜管，该细长铜管的一端为半球形的封闭端，在封闭端上的球形表面设有全压孔10，细长铜管的另一端与圆形空心固定法兰1连接。在装配时，需要考虑全压孔10与处于测压管2内部的全压管4一端接触并对齐，并保证尾部测压管2的位置与头部全压孔10位置相位保持一致，全压管4的另一端穿过连接盘6。在附图2中可以看到，在测压管2中部表面设有静压孔3，静压管5一端与静压孔3的位置对齐，另一端穿过连接盘6，静压管5与测压管2的轴线平行。全压管4和静压管5的一端共同穿过连接盘6上，并且与连接盘6固定，连接盘6置于固定法兰1空心内，并且连接盘6与固定法兰1通过沉头螺钉7连接，实现了整体的固定。在上述结构中，利用静压管5采集风洞中的静压，利用全压管4采集全压和风向。

在附图2中，静压管5的位置处于连接盘6上，并且在连接盘6和固定法兰之间留有空隙，静压管5穿过连接盘6，保证测压管2内腔与外部连通，这样即可由静压孔3内传递的风洞压力至静压管5处，形成静压检测端。

在附图3为本实用新型中静压管5设置的另一种方式，即静压管5穿过连接盘6，并且尾端与静压孔3的位置对齐，静压管5与测压管2的轴线平行。这样也可实现上述的静压测量。

在附图2和图3可以看到，由于静压管5和全压管4的内径和材质相同，静压管5的个数多于全压管4，为了易于区分位于测压管2外部的静压管5和全压管4，因此设计的处于测压管2外部的静压管5的长度大于全压管4的长度。

在附图4中可以看到，本实用新型中的全压孔10设置为五个，其中一个全压孔10的轴线与测压管2的轴线重合，用于测量风洞中的全压，其余四个以测压管2的轴线为中心、在圆周方向上均匀分布，利用四个全压孔的压力不同，来判定风向。与全压孔10对应的全压管4同样为5个，全压管4的轴线与测压管2的轴线平行或重合。通过测得的压力和风向传送给位于连接盘6一侧的压力传感器来获得精确数据。

在上述结构，为了实现小风场的精确测量，要求全压管4和测压管2均为细长管，其中全压管4位于测压管2内部，其直径为0.4-0.6毫米，测压管2选择铜管，在内部需要容纳全压管4和静压管5，并留有部分空间，其内径为8-10毫米之间。

在附图5中可以看到，静压孔3设置为8个，其处于测压管2同一截断面上，并且在该端面上沿着测压管2轴线均匀分布。这样可以获得不同方向上的压力，每个空气在测压管2内综合，形成一个均匀的静压，有静压管5传递至传感器。

由于测压管2内部的全压管4和静压管5为细长管，并且要求与全压孔10和静压孔3对齐，保证不错位，在测压管2内部、封闭端附近设有第二隔板9，以及用于支撑静压管5和全压管4的第一隔板8，其中所有的全压管4穿过第二隔板9，并且利用第二隔板9支撑全压管4，第一隔板8设于静压孔3与固定法兰1之间，并且靠近静压孔3一侧，利用两个隔板把测压管2内部空间分为3部分小空间。同时对内部细长管的刚度加强，利用两个隔板支撑全压管4和静压管5，使这种细长的铜管在发生碰撞后降低损坏机率，提高使用寿命，同样在隔板上开设供铜管穿过的小孔，小孔与全压孔对器，这样在风速管装载时，不必考虑每个铜管之间的定位关系，提高装配效率与装配精度。

本实用新型在使用时需要配合高精度、多测头的压力传感器，把压力传感器安装于全压管4和静压管5的外端，通过测量包括1个静压值、1个全压值以及4个风向压力值，利用压力值的比值大小，通过压力差来确定试验场内的风压和风向。由于该结构中的风压采用几个测点对比的方式，其精度相对于单个测点来说，其精度和准确度有很大提高。