一种流管实验台及其测试方法

1.本公开涉及流管实验领域，尤其涉及一种流管实验台及其测试方法。


背景技术：

2.流管实验台是进行声衬研究、提取方法研究的重要设备。然而，国内外的流管实验台由于自身结构的问题，很难做到超过0.2马赫数的高流速实验。而且，流管实验台要同时兼顾流速测量和声学测量，现有结构中，流速测量的装置会破坏流道内空气的流动造成后续声学测量结果不准确。同时，现有技术中的流管试验台中的流速测量难以准确测量出流道内的真实流速。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种流管实验台及测试方法，以解决宽速域流、宽频声源条件下难以便捷精确测量二维物理场的流速及声学参数的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明实施例提供一种流管实验台，用于宽速域流的流道的声学实验，所述流管实验台包括流动测量单元、声学测量单元和声源单元，所述流动测量单元、所述声学测量单元和所述声源单元之间可拆卸连接；
6.所述流动测量单元包括第一管道和设在所述第一管道的流道测量装置，所述流道测量装置用于所述第一管道的二维截面处的流动测量；
7.所述声学测量单元包括第二管道和设在所述第二管道的声衬测量装置，所述声衬测量装置用于声衬的声学测量；
8.所述声源单元包括至少一个第三管道和设在所述第三管道的声源装置，所述声源装置用于产生宽频声源。
9.相对于现有技术，本发明提供的流管实验台，可承载0至0.99马赫宽速域流和高强声环境，其作密封处理以免高内外压差致泄漏流，可实现声衬宽频准确测量。本发明的流动测量单元可以通过位移机构便捷测量二维物理场的流速。同时，流道测量装置可以实现第一管道的二维截面流速测量后，实现测试装置移出第一管道，避免影响流道的流体，进而使得声学测量结果更准确。
10.本发明的另一目的在于还提供一种流管测量方法，应用于上述的实验台，所述测量方法包括:
11.第一电磁铁、第二电磁铁通电，第三直线运动机构带动探针测量第一目标点的流动参数；
12.第一电磁铁断电、第二电磁铁通电，第二直线运动机构带动所述探针至第二目标点，第一电磁体通电，探针测量第二目标点的流动参数；
13.当完成所有目标点的测量，第一电磁铁断电，第一直线运动机构驱动第一盖板和第二盖板分开，第三直线运动机构将所述探针回收至暗盒；
14.第一电磁铁断电，第二直线运动机构将所述第一盖板或第二盖板的无孔部分封盖在所述开口上。
15.相对于现有技术，本发明所述的测量方法具有以下优势：
16.所述流管测量方法与上述流道实验台相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
17.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
18.图1是根据本公开的实施方式的流管实验台的立体示意图。
19.图2是根据本公开的另一实施方式的流管实验台的立体示意图
20.图3是根据本公开的实施方式的流道测量装置立体结构的示意图。
21.图4是图3的正视示意图。
22.图5是图3的俯视示意图。
23.图6是根据本公开的实施方式的具有开口的第一管道结构示意图。
24.图7是根据本公开的实施方式的第一盖板的结构示意图。
25.图8是图7的部分剖面图。
26.图9是根据本公开的实施方式的第二盖板的结构示意图。
27.图10是根据本公开的实施方式的第一盖板与探针部分的结构示意图。
28.图11是根据本公开的实施方式的声衬测量装置立体结构的示意图。
29.图12是根据本公开的实施方式的安装座的爆炸示意图。
30.图13是根据本公开的实施方式的第一工装与传声器组装示意图。
31.图14是根据本公开的实施方式的第一工装剖面示意图。
32.图15是根据本公开的实施方式的第二工装剖面示意图。
33.图16是根据本公开的实施方式的第二工装与第二管道的部分剖面示意图。
34.图17是图11的剖面结构示意图。
35.图18是根据本公开的实施方式的机匣立体示意图。
36.图19是根据本公开的实施方式的第二管道仰视示意图。
37.图20是根据本公开的实施方式的安装座与传声器组合剖视示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
39.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
40.如图1-图3、图11所示，本发明实施例的流管实验台，用于宽速域流的流道的声学实验，流管实验台包括流动测量单元a、声学测量单元b和声源单元c，流动测量单元a、声学
测量单元b和声源单元c之间可拆卸连接；流动测量单元a包括第一管道20和设在第一管道20的流道测量装置，流道测量装置用于第一管道20的二维截面处的流动测量；声学测量单元包括第二管道910和设在第二管道910的声衬测量装置，声衬测量装置用于声衬的声学测量；声源单元c包括至少一个第三管道和设在第三管道的声源装置，声源装置用于产生宽频声源。
41.在一些实施方式中，流动测量单元a、声学测量单元b和声源单元c之间可拆卸连接使得整个流管实验台采用模块化设计，可以便捷的进行拼装，且各个单元之间的连接采用密封连接，使得实验台可以在高速流的状态下进行准确测量。同时，在管道的进口以及出口均进行了降噪处理，以免影响声学测量单元b测量的准确性。
42.模块化的设计可以将各个单元之间进行任意组合，例如图1所示，流动测量单元a可设置在任何位置，可以测量得到多个截面处的流动参数，声学测量单元b上游或下游的流体速度。如图2所示，声源单元c中的一个或多个声源装置可移动，与结合流动测量单元a以及声学测量单元b，可以得到前传、后传的流场与声场。除此之外，还可以将其中一个声源装置更换为光壁段，将剩下两个声源装置分别移动至声学测量段的上下游，可以得到前传与后传结合的声场，通过声学测量单元b可以监测声衬上下游正反传声模态及降噪量。可以理解的是，上述各个单元之间的组合仅是示例性地，在某些实施方式中，各个单元之间的位置关系不做限定。
43.可以理解的是，上述声源单元c中的声源装置可以为多个，每个声源装置可以在第三管道的每个侧壁上分别设置3个喇叭，根据实际需要，增加声源装置的数量，可以得到更高声强的声源，增减数量可以得到宽频的声源。当具有多个声源装置时，其中一个声源装置可更换为无损的刚壁段，降低喇叭开口对流动的影响。
44.在一些实施方式中，第一管道、第二管道和第三管道之间通过法兰盘连接，两个连接的法兰盘之间通过定位销定位，定位销用于各个管道的内壁面平齐。具体地，相连接的法兰盘中，其中一个具有锥形定位销，另一个法兰盘具有与锥形定位销相适配的锥形定位孔，当两个法兰盘连接时，通过定位销可以保证各个管道的内壁面均平齐。可以理解的是，为了保证密封，相连接的法兰盘之间还设有密封圈用于密封，从而保证流道的测量准确性。
45.实际上，在流道测量装置外侧的密闭的壳体，壳体用于对流道测量装置进行密封。壳体与第一管道之间采用螺栓连接，同时壳体与第一管道、壳体间采用密封圈进行密封。外壳上带螺纹的孔用于引出测量设备的线。该孔可以由带螺纹与之配合的塞子堵上，保证密封。在流道测量装置上设置密闭的壳体，是为了防止流道测量装置出现密封不严造成泄漏，而使用壳体进行二测密封，可以确保第一管道的密封性。例如当流道测量装置出现密封不严，而当壳体内压力与第一管道内压力一致时，也可以起到类似的密封作用。
46.为了实现第一管道中流场的探针的二维测量，需要将设置探针的壁面做成沿垂直于第一管道长度方向上进行移动的滑板，但采用密封圈形式密封第一管道的壁面，需要一个向下的压力将滑板压紧到第一管道上，而形成的摩擦力又无法使的滑板进行滑动，使得流场测量无法兼具密封性和便捷性。
47.请参阅图3至图6所示，本发明的实施例提供一种流道测量装置，用于流道的多点测量，测量装置包括探针40、滑板10以及形成流道的第一管道20，第一管道20的第一壁面21具有开口，开口在第一壁面21形成两个侧端面211，侧端面211为使开口从外到内口径变小
的第一斜面，从外到内指的是，从第一壁面21的外表面到内壁的方向，开口在第一管道20的两个侧壁面22上分别形成底端面212，底端面212与第一壁面21的内壁平齐，两个侧端面211、两个底端面212均设置用于放置第五密封圈的第一凹槽213；滑板10与开口配位将第一管道20形成封闭的流道，滑板10具有与第一斜面配合的斜面，滑板10滑动设置于开口，探针40可移动地穿过滑板10伸入流道中；至少一个侧壁面22的外侧设有施力装置，施力装置可以为第一电磁铁31，第一电磁铁31吸合滑板10，用于将滑板10压紧在开口。施力装置也可以为其它将滑板压合在第一管道开口的装置，例如直线电机、液压缸或气缸。
48.当流道进行多点测量时，例如在流道的一个截面中进行测量，需要探针40进行多次移动还需保证第一管道的密封性。在第一管道20的第一壁面21上开设一个开口，开口的深度与第一壁面21的厚度一致，使得滑板10的底面与第一壁面21的内壁形成完整的一个平面。开口在第一管道的第一壁面21形成两个相对的侧端面211，在第一管道的两个侧壁面22上形成两个相对的底端面212，侧壁面22为与第一壁面21相邻的两个壁面，其中侧端面211为第一斜面，第一斜面向开口的中心方向逐渐向下倾斜的斜面。两个相对的侧端面211以及两个相对的底端面212作为滑板10的滑道，滑道上还设置有第一凹槽213，第一凹槽213内设置用于密封的第五密封圈，滑板10与两个相对的侧端面211相应的位置具有与第一斜面配合的斜面，当在滑板10施加向下的压紧力时，第一斜面处的第五密封圈既受到下压力又受到侧压力，保证了密封性，同时滑板与第一管道采用斜面配合，可以使得第一壁面21的内壁形成完整的平面。
49.在侧壁面22的外侧，滑板10的下方设有第一电磁铁31，第一电磁铁31还可设置为两个，分别设置在第一管道的两个侧壁面22的外侧。探针40可移动地穿过滑板10伸入流道中，当探针40移动到一个目标点时，第一电磁铁31通电，吸合滑板10，给予滑板10向下的压紧力，形成密封的环境，进行目标点的测量，或者目标点上方或下方的测量。当需要移动探针40到另外的目标点时，第一电磁铁31断电，滑板10可在开口中滑动到下一位置，第一电磁铁31再通电完成密封，探针40进行测量。从而避免了使用第五密封圈密封，产生摩擦力而无法移动滑板10的矛盾。可以理解的是，滑板10的材质采用的是可以被电磁铁吸合的铁磁性材质，在某些实施例中不做具体的限定。
50.请参阅图6-图9所示，滑板10包括第一盖板11和第二盖板12，第一盖板11的第一端面112与第二盖板12的第二端面122配合；第一端面112的上段设有具有第一腔体1132的凸起部113，凸起部113的下端面为第二斜面1131；第二端面122的上段设有与凸起部113配合的具有第二腔体1222的第一凹陷部，第一凹陷部具有与第二斜面1131配合的第三斜面1221，第一腔体1132与第二腔体1222配合形成容纳探针40的暗盒；第一凹陷部的第四斜面以及第二端面122的下段，或者凸起部113的第三斜面1221以及第一端面112的下段设有用于放置第六密封圈的第二凹槽1224。
51.为了将探针40在滑板10上形成的孔隙对测量的影响降到最低，上述滑板10由可以连接和隔开的第一盖板11和第二盖板12组成，在第一盖板11和第二盖板12的连接位置处设置暗盒用于收纳探针40的折弯部分，即探测部分。除了考虑第一盖板11和第二盖板12设置暗盒外，还要考虑二者之间连接的密封性。第一盖板11的第一端面112在上段，也即靠近第一盖板11上表面的部分，设置一个凸起部113，凸起部113的下端面为第二斜面1131，第二斜面1131从第一盖板11向第二盖板12的方向倾斜向上。相应地，在第二盖板12上设置与凸起
部113相互配合的第一凹陷部，第一凹陷部具有第三斜面1221，与第二斜面1131配合。在第一凹陷部与凸起部113相配合的面的周侧，设置第二凹槽1224放置第六密封圈，需要密封时，第一盖板11凸起部113压紧在第二盖板12的第一凹陷部上。可以理解的是，第二盖板12的第二端面122与在第一盖板11的第一端面112连接的部分也设置第二凹槽1224，用于放置第六密封圈。
52.虽然图中未示出，可以理解的是，在第一盖板11和第二盖板12的连接位置处，也可将第六密封圈设置在第一盖板11的第一端面112以及凸起部113上设置凹槽，用于放置第六密封圈，也即在凸起部113的第二斜面1131以及第一端面112的下段的位置处设置凹槽，第一端面112的下段指的是凸起部113下缘以下的部分。同样地，第二端面122的下段指的是第一凹陷部下缘以下的部分。
53.上述第一盖板11两侧的斜面a111以及第二盖板12两侧的斜面b121均用于与相应第一管道的侧端面211的第一斜面配合，形成滑道。
54.进一步地，在凸起部113设置第一腔体1132，在第一凹陷部靠下的部分设置第二腔体1222，当凸起部113与第一凹陷部结合时，第一腔体1132和第二腔体1222共同形成暗盒，暗盒用于容纳探针40。
55.可以理解的是，凸起部113的上表面可以与第一盖板11的上表面平齐，也可以高于第一盖板11的上表面形成凸台114，请参阅图8或图10所示。
56.考虑到探针40的探测部具有折弯结构，当将其从流道中收纳进暗盒中时，两个盖板之间分开一定间隙，设在第二盖板12供探针40通过的第二通孔1223应具有缺口。具体地，上述的凸起部113的上端面具有供探针40通过的第一通孔1133，第一凹陷部的底面1225与第一通孔1133的相应位置处具有供探针40通过的第二通孔1223，第二端面122上还具有供探针40平移出第二端面122的缺口，缺口与第二通孔1223连通。可以理解的是，第二通孔1223的内侧壁也具有第二凹槽1224的一部分，用于放置第六密封圈。
57.实际工作时，两个盖板分开一定间隙，探针40脱离开第二端面122的第一凹陷部，探针40上提通过两个盖板之间的间隙进入到暗盒中，两个盖板再结合在一起。
58.在一些实施方式中，为了确保第一盖板11与第二盖板12之间的密封连接性，还需要设置施压装置，施压装置用于将第一盖板11与第二盖板12的连接部分压紧，从而实现较好的密封。
59.在一可选的实施方式中，施压装置包括设置在第一盖板11上的第二电磁铁32、在第二盖板12上的与第二电磁铁32相对设置的连接端板123，第二电磁铁32吸合连接端板123，使得凸起部113压紧在第一凹陷部上。可以理解的是，端板123为铁磁性材质，其竖直连接在第二盖板12的上表面，而第二电磁铁32设在第一盖板11的上表面，其吸合面与第二盖板12相对，当两个盖板需要连接时，第二电磁铁32通电，两个盖板被磁力拉结在一起，在两盖板连接的部分获得良好的密封性。
60.在一些实施方式中，施压装置包括驱动第一盖板11和第二盖板12相对运动的第一直线运动机构；第一直线运动机构包括固定部501和伸缩部502，固定部501设在第二盖板12，伸缩部502与第一盖板11连接，当伸缩部502伸长，第一端面112和第二端面122之间形成供探针40通过的间隙；当伸缩部502缩短，凸起部113压紧在第一凹陷部上。上述施压装置不仅提供两个盖板之间的拉结力，提高密封性，还会自动实现两个盖板之间的分开。
61.具体地，第一直线运动机构包括固定部501和伸缩部502，其中固定部501设在第二盖板12，为伸缩部502提供动力，伸缩部502的端部与第一盖板11连接，可选地与第一盖板11的凸台114连接。当两个盖板需要分开一定间隙时，伸缩部502伸长，两个盖板之间形成供探针40通过的间隙，可以收纳或伸出上述暗盒。当两个盖板需要密封连接时，伸缩部502缩短，凸起部113压紧在第一凹陷部上，不仅提供了两个盖板的相对运动，而且还提供两个盖板之间的拉结力，提高密封性。
62.可以理解的是，上述第二电磁铁与盖板吸合装置、以及第一直线运动机构可以同时设置，当两者同时设置时，端板123通过连接件可拆卸地设在第二盖板12上，可选地，在端板123相对的两侧位置连接有三角形的连接板，连接板的另一端连接于第二盖板12上，端板123延伸过凸台114，并位于第一盖板11之上，也即位于第二电磁铁32与凸台114之间。
63.示例性地，上述第一直线运动机构可以为直线电机、液压缸、气缸中的一种。
64.在一些实施方式中，测量装置还包括驱动第一盖板11滑动的第二直线运动机构60，设在第一盖板11上的第三直线运动机构70；当测量装置处在第一模式，第二直线运动机构60用于带动探针40在流道中第一方向移动，第三直线运动机构70用于带动探针40在第二方向移动；当测量装置处在第二模式，第二直线运动机构60用于将第一盖板11或第二盖板12的无孔部分封盖在开口上，第三直线运动机构70将探针40收回到暗盒；第二直线运动机构60、第三直线运动机构70均包括直线电机、液压缸、气缸或滚珠丝杠中的一种。
65.请参阅图3-图4所示，第二直线运动机构60用于控制第一盖板11在水平方向上往复运动，第三直线运动机构70用于控制探针40在竖直方向移动，从而实现自动化控制探针40在第一管道截面处的二维测量。当测量装置处在第一模式，也就是测量模式时，第二直线运动机构60带动探针40在流道中水平移动，第三直线运动机构70用于带动探针40在竖直方向移动。当测量装置处在第二模式，也即探针完成整个截面的测量后，第一直线运动机构分开两个盖板一定间隙，第三直线运动机构70将探针40收回到暗盒，第二直线运动机构60将第一盖板11或第二盖板12的无孔部分封盖在开口上，形成完整的第一管道内壁。
66.具体地，第二直线运动机构60、第三直线运动机构70均包括直线电机、液压缸、气缸或滚珠丝杠中的一种。第三直线运动机构70竖直设在凸台114的上方，当第三直线运动机构70具有滑槽滑块时，滑块上设置夹具，夹具夹持住探针40的上半部分，而滑块可以为滚珠丝杠的螺母部分，通过电机驱动丝杠，进一步控制滑块的移动。同样地，直线运动机构70也为滚珠丝杠装置，其滑块与第三直线运动机构的滑槽固定连接，从而控制第一盖板11的移动。
67.在一些实施方式中，上述测量装置还包括控制器，在第一模式，控制器用于控制第二电磁铁32与端板123吸合，或控制第一直线运动机构将凸起部113压紧在第一凹陷部上，第一电磁铁31断开，探针40在流道中水平移动；在第二模式，控制器用于控制第二电磁铁32与端板123断开，或控制第一直线运动机构将凸起部113与第一凹陷部分开，控制第三直线运动机构70将探针40收回至暗盒中，第一电磁铁31断开，第二直线运动机构60将第一盖板11或第二盖板12的无孔部分封盖在开口上。
68.具体地，控制器与第一电磁铁31、第二电磁铁32、第一直线运动机构、第二直线运动机构60以及第三直线运动机构70分别通信连接，当在测试模式时，控制器控制第二电磁铁32通电，与端板123吸合。控制器也控制第一直线运动机构的伸缩部502缩短，将两个盖板
之间的连接具有一定拉结力。当完成一个目标点的测试后，控制第一电磁铁31断开，第一盖板11可在水平方向上移动，从而实现探针40在流道中水平移动。
69.在完成一个截面的二维测量后，控制器还用于控制第二电磁铁32断电，与端板123断开，控制第一直线运动机构将凸起部113与第一凹陷部分开一定间隙，控制第三直线运动机构70将探针40收回，控制第一直线运动机构将凸起部113与第一凹陷部分压合，探针40置于暗盒中。控制第一电磁铁31断开，第二直线运动机构60将第一盖板11或第二盖板12的无孔部分封盖在开口上，第一盖板11的无孔部分指的是除去凸起部113之外的部分，第二盖板12的无孔部分指的是第一凹陷部第二通孔1223之外的部分，也即第二通孔1223移出第一管道开口。
70.请参阅图10所示，在一些实施方式中，上述测量装置还包括用于密封第一通孔1133的密封装置，密封装置包括夹片90和密封环91，密封环91套设在探针40上，夹片90具有供密封环91嵌入的孔，夹片90与第一盖板11通过调节螺栓连接，夹片90将密封圈、第一通孔1133以及探针40之间密封，密封环91的高度大于夹片90的孔的深度。
71.具体地，密封环91套在探针40上，套于探针40的夹片90，夹片90位于密封环91之上，夹片90上的周侧设置多个调整螺栓，当需要密封第一通孔1133时，将多个调整螺栓拧紧于第一通孔1133周侧，将夹片90压紧弹性的密封环91，从而实现密封环91、第一通孔1133与探针40之间的密封。通过调节螺栓的预紧力，可以实现探针40在第一通孔1133中上下移动。
72.在一可选的实施方式中，夹片90具有台阶孔，密封环91设置在台阶孔中，密封环91的一部分伸出夹片90的底部，从而实现密封环91的限位，从而实现更好的密封效果。
73.在某些实施方式中，密封环91的外径为9mm，与夹片90台阶孔的内径相同，密封环91的内径为4mm，与探针40的外径相同。探针40可以为皮托管。
74.在一些实施方式中，上述第一管道20在其电磁铁的外侧还设置有两个支撑滑板的滑槽80，第一盖板11和第二盖板12移动时，可在相应的滑槽80中滑动。
75.在一些实施方式中，在第一管道20开口的两个侧端面211的外侧还设置有l形的限位块，其中l形的限位块的上端面设在滑板10边缘的上方，不与滑板10接触，限位块用于防止滑板翻倒、脱落。
76.在高流速、高压差的环境下声学测量时，内外具有较大压力差，会对传声器本身施加一个朝向第二管道内部的吸力，为了防止传声器被吸入第二管道，这就要求传声器安装座对传声器施加足够大的力。其次，在实验中传声器会经常进行拆装，多次的拆装会对传声器电源线连接产生不可逆的伤害，同时，传声器拆装也必须具有一定的便捷性，便于定位，便于固定。
77.请参阅图11至图12所示，本发明的实施例提供一种声衬测量装置，包括第二管道910、传声器924、机匣930和设置在第二管道910与机匣930之间的声衬，声衬所具有的穿孔板的端面与第二管道910的第三壁面911的内壁平齐，传声器924设在第二管道910的与第三壁面911相对的第二壁面912上，传声器924的接收端与第二壁面912的内壁平齐；至少一个传声器924通过安装座920可拆卸设在第二壁面912，安装座920包括第一工装921和设在第二壁面912的第二工装922，第一工装921、第二工装922均具有供传声器924穿过的腔体，第一工装921用于夹持传声器924，第一工装921可拆卸连接于第二工装922。
78.具体地，第二管道910具有相对设置的第三壁面911和第二壁面912，传声器924通
过安装座920可拆卸地设在第二壁面912上，可以理解的是传声器924可以为一个，也可以沿着第二管道910的气流方向设置多个传声器924。机匣930的敞口与第二管道910的第二壁面912的敞口连通，声衬设在机匣930的敞口与第二管道910的第三壁面911的敞口之间，且声衬的穿孔板的上表面与第二壁面912的内壁平齐，而传声器924的下端面与第二壁面912的内壁平齐，避免对第二管道910的气流产生影响，进而测量结果精确。
79.示例性地，安装座920包括第一工装921和第二工装922，其中第二工装922可拆卸地设在第二壁面912，而第一工装921可拆卸地设在第二工装922上，第一工装921和第二工装922均具有腔体，用于传声器924的穿过。由于传声器924的下端相对于其他部分会更大一些，仅使用一个工装设在第二管道上，而工装还要夹持住传声器924，在不拆卸这个工装的情况下，无法将传声器924取出。但若要拆下这个工装，长时间的拆装会对第二管道910与安装座920之间的密封效果产生影响。因此，本发明实施例采用第一工装921和第二工装922的方式，其中第一工装921夹持住传声器924，第一工装921和传声器924的组合体可以从第二工装922上拆装，第二工装922与第二管道910安装后基本不再拆卸，保护第二管道910与安装座920之间的密封性不受损害。
80.考虑到在高流速、高压差的环境下进行声学测量时，第二管道内部压力远低于大气压，而传声器工作时，其静压孔需要与第二管道内部相连通，这就对传声器安装座提出了密封的要求。如图20所示，传声器924与第一工装921的连接位置处、第一工装921与第二工装922的连接位置处、第二工装922与第二壁面912的连接位置处均设置密封圈。传声器924的静压孔9241处在传声器924与第一工装921的连接位置处以下，使得静压孔9241通过第一工装921与第二工装922的腔体与第二管道内部相连通，且在第一工装921与第二工装922的连接位置处、第二工装922与第二壁面912的连接位置处均设置密封圈，保证了静压孔9241与第二管道910内部连通且不受大气压的干扰，使得传声器924正常工作。
81.为了保证对传声器924的夹持力，防止传声器924因为内外压差而被吸入第二管道910内部，以及为了便捷地在第一工装921上拆装传声器924，本发明实施例采用卡箍的形式进行夹紧。请参阅图2至图14所示，第一工装921具有夹持部，夹持部包括卡箍923和沿第一工装921周向间隔设置的多个瓣状收缩部9211，卡箍923套设在收缩部9211，收缩部9211在卡箍923的作用下夹持传声器924；第一工装921的腔体靠近收缩部9211的位置设有容置第一密封圈941的第一沟槽9213，第一密封圈941用于第一工装921与传声器924的密封。
82.当传声器924装配于第一工装921上时，传声器924穿过第一工装921的腔体，以及设在第一沟槽9213中的第一密封圈941，定位后收紧卡箍923，在卡箍923的作用下，设置在第一工装921上的周向设置的多个瓣状收缩部9211夹持传声器924，而传声器924静压孔9241处在第一密封圈941以下的腔体中，从而保证了静压孔9241与第二管道910内部连通且不受大气压的干扰。而当传声器924从第一工装921上拆下时，仅需松开卡箍923，即可拆卸。因此，采用卡箍的形式不仅提供了足够的夹持力，还具有方便拆装的作用。
83.考虑到传声器924的下端面要与第二壁面912的内壁面平齐，需要对传声器924进行调节高度，那么第一工装921和第二工装922的高度就应具有已知的高度。为了保证第一工装921和第二工装922的高度一定，示例性地，请参阅图15-图16所示，第二工装922的腔体中具有第一台阶面9222、第二壁面912与第二工装922连接位置处具有第二台阶面9121，第一工装921的背离夹持部的第三端面9214抵接于第一台阶面9222上，第二工装922背离第一
工装921的第四端面9223抵接于第二台阶面9121上。
84.具体地，当在第一工装921连接于第二工装922时，第一工装921的第三端面9214抵接于第一台阶面9222上，第一台阶面9222可以为第二沟槽9221的一部分，其中第二沟槽9221用来放置第四密封圈944，用于第一工装921密封连接于第二工装922。而第一台阶面9222用于第一工装921的限位。同样地，在第二壁面912与第二工装922连接位置处具有第二台阶面9121，当第二工装922连接于第二壁面912，在第二壁面912的通孔内设置第二台阶面9121，使得第二工装922的第四端面9223抵接于第二台阶面9121上。当第一工装921与第二工装922都连接好时，整个安装座920的高度是固定的，这时再根据传声器924的已知长度，即可在安装座安装前将传声器924固定好，使得其下端面在安装到第二管道910后与第二壁面912的内壁平齐。
85.在一些实施方式中，如图14-16所示，第一工装921与第二工装922螺接；第二工装922与第二壁面912螺接。例如，第一工装921具有外螺纹，第二工装922具有相应的内螺纹，第一工装921可通过螺纹连接于第二工装922上。同样地在第二壁面912的通孔具有内螺纹，而第二工装922的另一端具有外螺纹，第二工装922可通过螺纹连接于第二壁面912。第一工装921与第二工装922、以及第二工装922与第二壁面912之间还可以采用卡接的方式，例如，第一工装921具有弹性的卡扣，第二工装922的一端在其腔体中具有适于卡扣卡接的卡槽；同样地，第二工装922的另一端具有弹性的卡扣，在第二壁面912的通孔中具有适于卡扣卡接的卡槽。
86.由于传声器头部与电线螺纹连接，为了防止在第一工装921与传声器924作为一个整体拧进第二工装922时，过多的旋转对传声器924接口造成损伤，并且在使用过程中第一工装921与传声器924作为整体会经常进行拆装，示例性地，当第一工装921与第二工装922螺接，第一工装921具有外螺纹段9212，外螺纹段9212的螺纹圈数为1-4，螺纹为粗牙。采用粗牙的设计，在保证第一工装921有足够的力施加于第一密封圈941，尽可能地减少螺纹的圈数，本技术采用1-4圈的螺牙，可选地为1.5圈、2.5圈等。
87.请参阅图15-图16所示，为了保证第二工装922与第二壁面912之间的密封性，以及第二工装922的安装高度，在第二工装922具有与第二壁面912连接的连接段9225，连接段9225的长度为a，第二台阶面9121与第二壁面912的外表面之间的间距为b，其中a》b；上述间距a》b，保证了在将第二工装922安装于第二壁面912时，可以将第二工装922的第四端面9223抵接于第二台阶面9121上。
88.示例性地，第二工装922靠近连接段9225位置处具有第三台阶面9224，位于第三台阶面9224与第二壁面912的外表面之间的连接段9225套设有第二密封圈942，第二密封圈942用于第二工装922与第二壁面912之间的密封。具体地，第二密封圈942套设在连接段9225，当第二工装922连接于第二壁面912时，第二密封圈942被第三台阶面9224压紧在第二壁面912的外表面上，从而实现了二者的密封，保证了声衬测量结果的准确性。
89.考虑到声衬的安装问题，以及高流速的环境下，机匣内内外压差极大，一旦发生漏气，会使测量结果发生偏差。示例性地，机匣930外壳一体成型，可以确保机匣的密封性；机匣930与第二管道910可拆卸连接；例如采用螺栓进行连接。机匣930具有容置声衬的腔体，腔体中设有与声衬背离穿孔板的端面抵接的底板931，底板931在机匣930的位置可调，底板931用于将声衬封闭于机匣930中。采用位置可调的底板931抵接于声衬背离穿孔板的端面
上，使得声衬在机匣中没有多余的间隙，或者说声衬在机匣中具有密封性，从而不会在机匣内产生和第二管道之间的压差。而由于声衬作为应用于多场景的降噪元件，其种类、高度是不固定的，而加工后的机匣深度是固定的，从而采用位置可调的底板931可以适用于不同高度的声衬，且保证声衬在机匣中的密封性。
90.具体地，机匣930的腔体中设有一个或多个调节底板931的调整装置932，如图17所示，调整装置932设置在底板931与第三壁面934之间，第三壁面934为与底板931相对的机匣930的底面，调整装置932包括螺套9322和螺柱9321，通过螺柱9321与螺套9322的相对运动使得底板931抵接于声衬背离穿孔板的端面。螺柱9321转动设置于第三壁面934上，螺套9322设置于底板931上，通过调整螺柱9321进而调整底板931在机匣的位置，使得底板931抵接在待测试的声衬的底面。可以理解的是，螺柱9321可以设置于底板931上，而螺套9322设置于第三壁面934上，也可进行底板931的高度调节。
91.为了保证机匣930与第二管道910的密封，以及声衬的穿孔板的外表面与第三壁面911的内壁面平齐，请参阅图18-图19所示，本发明实施例在机匣930与第二管道910的连接位置处设有凸出于机匣930的耳板933，第二管道910上具有与耳板933配合的第二凹陷部913，第二凹陷部913的壁面上设有第三密封圈，第三密封圈用于机匣930与第二管道910之间的密封。声衬的穿孔板稍大于声衬的其它部分，恰好可以搭接在凸出于机匣930的两个耳板933的上表面，通过与第二管道910的第二凹陷部913的配合，将声衬压紧在耳板933上，保证了声衬上表面与第二管道的下表面处于同一平面。可以理解的是，虽然图中示出两个耳板933，在某些实施方式中，在机匣的敞口的四周可以具有四个耳板933。进一步地，在第二管道910的第二凹陷部913的壁面上具有沟槽用于放置第三密封圈，从而保证了声衬放置后，机匣930与第二管道910之间的密封。
92.在具体的声学测量时，将第一密封圈941安装在第一工装921的第一沟槽9213中，传声器924穿过第一工装921，将卡箍923套在收缩部9211上，进行预紧，形成第一组件；
93.将第二密封圈942安装于第二工装922的第二沟槽9221上，将第一组件安装在第二工装922上；
94.将第四密封圈944套设在第二工装922的连接段9225上，再将其安装在第二壁面912的通孔中，调整传声器924与第一工装921的相对高度，最后收紧卡箍923，夹持传声器924，即可实现传声器924的下端面与第二壁面912的内壁面平齐，这是因为第一工装921和第二工装922的高度是一定的；
95.再根据声衬的高度，通过调整装置932对机匣内部的底板931进行高度上的调整，使其抵接于声衬的底面；
96.当完成测试后，需要卸下或是更换传声器924，仅卸下第一工装921及其夹持的传声器924，然后松开卡箍即可，第二工装922无需频繁进行拆卸。
97.本发明实施例还提供了一种流管测量方法，包括上述技术方案中的测量装置。上述流管测量方法包括以下步骤：
98.步骤1：第一电磁铁31、第二电磁铁32通电，两个盖板压紧在第一管道20的开口上，第三直线运动机构带动探针40测量第一目标点的流动参数；上述流动参数包括总温、总压、静温、速度场、速度矢量、边界层信息、流动的粒子场、声压空间分布等，并由此计算出其他物理量。
99.步骤2：第一电磁铁31断电、第二电磁铁32通电，第二直线运动机构60驱动第一盖板11和第二盖板12沿着垂直于第一管道20长度方向移动，带动第一盖板11上的探针40至第二目标点，第一电磁铁31通电，两个盖板压紧在第一管道20的开口上，探针40测量第二目标点的流动参数；
100.步骤3：重复上述步骤1和步骤2，当完成第一管道20的截面上的所有目标点的测量后，第一电磁铁31断电，第一直线运动机构驱动第一盖板11和第二盖板12分开一定间隙供探针40从流道中缩回，第三直线运动机构70将探针40回收至暗盒，第一直线运动机构驱动第一盖板11和第二盖板12结合，两者之间的间隙消除；
101.步骤4：第一电磁铁31断电，第二直线运动机构60将第一盖板11和第二盖板12整体移动，使得探针40留下的第二通孔移到第一管道开口的外侧，两个盖板的无孔部分封盖在开口上，在第一管道20的内壁形成完好的流道壁面，从而避免第二通孔对于流场的影响。
102.上述步骤1之前，还可以包括：
103.步骤10：将第一密封圈941安装在第一工装921的第一沟槽9213中，传声器924穿过第一工装921，将卡箍923套在收缩部9211上，进行预紧，形成第一组件；
104.步骤11：将第二密封圈942安装于第二工装922的第二沟槽9221上，将第一组件安装在第二工装922上；
105.步骤12：将第四密封圈944套设在第二工装922的连接段9225上，再将其安装在第二壁面912的通孔中，调整传声器924与第一工装921的相对高度，最后收紧卡箍923，夹持传声器924，即可实现传声器924的下端面与第二壁面912的内壁面平齐；
106.步骤13：调整装置932对机匣内部的底板931进行高度上的调整，使其抵接于声衬的底面，形成对声衬的密闭。
107.上述步骤4之后，还可以包括：
108.步骤5：通过设置在第二壁面912传声器924监测声衬的传声模态及降噪量。
109.可以理解的是，上述声学测量步骤中，传声器924可以布置为与相应提取方法匹配的传声器阵列，以实现足够宽的频带内准确测量声衬声阻抗。
110.实际测量中，如图1或2所示，首先流动测量单元通过控制流动测量装置中的电磁铁通断电进行密封，以及位移移动机构在竖直方向和水平方向对探针的移动，从而实现第一管道整个二维截面处的流动参数测量，整个截面处测量完毕后，探针的位移机构收回探针至暗盒中，为了排除探针以及探针在第一管道内壁的孔造成流体的影响，探针的位移机构将第一盖板和第二盖板整体移动，将盖板的无孔部分封盖在开口上，使得第一管道的内壁形成完好的流道壁面，之后声学测量单元中的第二管道的流体流动会更加均匀，也不会产生额外的噪音，声衬测量装置再进行声学测量时，测量结果更贴近实际情况。
111.本发明实施例的流管实验台，将高速流管与二维测量机构相结合，解决了高流速下测量机构的密封性问题。整个装置不仅可以模块化拼装，实现各种声源条件下的传声模态及降噪量的测量，而且将流体测量探针对流道流体的影响完全消除，后续可以精确的进行流管中的声学测量。
112.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上
述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
113.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
114.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。