一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法

技术领域

本发明涉及风洞试验领域，更具体地说是一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法。

背景技术

风洞试验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。这种试验方法，流动条件容易控制。试验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得试验数据。但是，真实飞行时，静止大气是无边界的。而在风洞中，气流是有边界的，边界的存在使风洞流场有别于真实飞行的流场。这种边界效应将导致试验对象的空气动力学参数得不到准确的测量。因此，在风洞试验中试验段的地面往往是需要移动起来的。目前的方法是在风洞中使用回转运动的移动带来模拟移动路面，其中移动带具有大幅面的平整上表面，并且速度与风速相同。但是，由于试验模型或实物需要固定在移动带的上方进行反复吹风，这就不可避免的会对移动带产生不同的载荷上吸力和下压力，进而会导致移动带上表面的正常运行被破坏，而移动带的正常运行直接关系到试验数据的准确度。因此，对移动带表面跳动量进行实时准确监测至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法，可以实时监测高速移动带在不同载荷及不同模式下带表面的跳动量。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法，该方法包括以下使用方式：通过设置在支撑基体两侧的驱动辊驱动移动带进行运动；移动带的底部设置有用于产生高压和负压的吹浮装置，吹浮装置产生的高压和负压使得移动带产生多种运动模式；支撑基体上设置有多个中心区域监测系统，中心区域监测系统用于对移动带多种运动模式下的不同载荷跳动量进行监测；

一种风洞移动带地板设备，该设备包括支撑基体和吹浮装置，支撑基体上设置有多个中心区域监测系统，支撑基体的前后两侧均转动连接有驱动辊，两个驱动辊之间连接有移动带；

所述吹浮装置包括多个气浮板，多个气浮板均固定连接在支撑基体上，气浮板上设置有多排气孔，每排气孔内交替布置高压气孔和负压气孔；

所述高压气孔使用高压供气系统提供高压，负压气孔使用负压抽气系统提供负压；

所述高压供气系统包括空气压缩机、气罐、高压气路和调压阀；

所述负压抽气系统包括真空泵和真空调节阀；

所述中心区域监测系统包括平面位移十字滑轨，平面位移十字滑轨上设置有Z轴气缸，Z轴气缸的伸缩端上固定连接有移传感器支架Ⅰ，移传感器支架Ⅰ上固定连接有位移传感器Ⅰ；

所述支撑基体的两侧均设置有多个侧边区域监测系统；

所述侧边区域监测系统包括移传感器支架Ⅱ和固定连接在移传感器支架Ⅱ上的位移传感器Ⅱ，位移传感器Ⅱ用于监测移动带侧边的跳动量；

所述支撑基体上设置有多个温度监测系统，温度监测系统上设置有温度传感器，温度传感器用于监测移动带的温度。

本发明的有益效果为：

实现策略是在移动带重点部位的下方增设移传感器支架Ⅰ，移传感器支架Ⅰ优选为激光位移传感器，实时监测移动带跳动量，以达到准确评定高速运行的移动带表面是否按模式正常运行的目的；

在移动带的侧边增设位移传感器Ⅱ，位移传感器Ⅱ优选为激光位移传感器，由于对移动带的偏移进行监测，以达到准确评定高速运行的移动带是否按模式正常运行的目的；

此外，内置的温度传感器可实时监测移动带重点区域的温度变化，以预测移动带在高温变形下导致跳动量增加的情况。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的用于风洞移动带地板设备结构示意图；

图2是本发明的用于风洞移动带地板设备内部结构示意图；

图3是本发明的支撑基体结构示意图；

图4是本发明的中心区域监测系统、侧边区域监测系统和支撑基体连接结构示意图；

图5是本发明的中心区域监测系统、侧边区域监测系统和温度监测系统分布示意图；

图6是本发明的气浮板结构示意图；

图7是本发明的侧边区域监测系统结构示意图；

图8是本发明的中心区域监测系统结构示意图。

图中：支撑基体10；移动带20；吹浮装置30；气浮板31；中心区域监测系统40；平面位移十字滑轨41；Z轴气缸42；移传感器支架Ⅰ43；位移传感器Ⅰ44；侧边区域监测系统50；移传感器支架Ⅱ51；位移传感器Ⅱ52；温度监测系统60。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1至8所示，下面对一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法的步骤和功能进行详细的说明；

一种用于风洞移动带地板设备的移动带跳动监测方法，该方法包括以下使用方式：通过设置在支撑基体10两侧的驱动辊驱动移动带20进行运动；移动带20的底部设置有用于产生高压和负压的吹浮装置30，吹浮装置30产生的高压和负压使得移动带20产生多种运动模式；支撑基体10上设置有多个中心区域监测系统40，中心区域监测系统40用于对移动带20多种运动模式下的不同载荷跳动量进行监测；

通过驱动辊驱动移动带20不断的进行运动，进而移动带20模拟移动路面，由于试验模型或实物需要固定在移动带20的上方进行反复吹风，这就不可避免的会对移动带20产生不同的载荷，因此设置多个中心区域监测系统40，多个中心区域监测系统40对移动带20可能产生跳动量的几个重点区域进行监测，实时监测移动带20跳动量；

吹浮装置30产生的正压和负压使得移动带20产生多种运动模式包括：

平整模式：此时，气浮板31高压气孔运转，且每个气孔的正压值相同，以实现对移动带20的支撑和张紧，由于正压值相同，移动带20运转时保持平整；

波浪模式：此时，气浮板31高压与负压气孔均运转，气孔的正压值/负压值分别相同，且每排内的高压气孔和负压气孔按照设定交替运转(例如，1s第一排内的高压气孔运转第二排内的负压气孔运转、2s第一排内的负压气孔运转第二排内的高压气孔运转，依次类推，波浪是向前传播的，因此每个位置上方的移动带20高度是实时变化的)，以实现对移动带20的交替吹浮和吸引，从而实现移动带20高低起伏交替向前移动，即波浪模式；

粗糙模式：此时，气浮板31高压与负压气孔均运转，且每个气孔的气压值不同，通过控制系统控制每个气孔的正压值/负压值，从而按照设定实现移动带20以粗糙表面运转；

如图1至8所示，下面对一种风洞移动带地板设备的结构和功能进行详细的说明；

一种风洞移动带地板设备，该设备包括支撑基体10、移动带20、吹浮装置30、中心区域监测系统40、侧边区域监测系统50、温度监测系统60和控制系统；支撑基体10上设置有多个中心区域监测系统40，支撑基体10的前后两侧均转动连接有驱动辊，两个驱动辊之间连接有移动带20；

使用时，将需要进行模拟实验的试验模型或实物固定在移动带20的上方，驱动驱动辊进行转动，驱动辊带动移动带20进行运动，进而移动带20模拟移动路面，多个中心区域监测系统40均布置在移动带2下方的内部空间，避免了中心区域监测系统40对中心风场的的影响，多个中心区域监测系统40布置位置均是飞行器进行风洞试验时的对移动带20表面气压影响最大的区域，例如机头、机翼和机尾翼，其中机头分布一个中心区域监测系统40，机翼分布五个中心区域监测系统40，机尾分布两个中心区域监测系统40，从而实时监测移动带重点区域的跳动量；

所述吹浮装置30包括多个气浮板31，多个气浮板31均固定连接在支撑基体10上，气浮板上设置有多排气孔，每排气孔内交替布置高压气孔和负压气孔；

所述高压气孔使用高压供气系统提供高压，负压气孔使用负压抽气系统提供负压；所述高压供气系统包括空气压缩机、气罐、高压气路和调压阀；

通过空气压缩机获得高压气体，并通过气罐存储，在此过程中可以使空气中的水/油沉淀，并初步冷却，还可以为后续提供稳定的气源，随后通过多路高压气路通向各个气浮板31的高压气孔，每路高压气路上均设置有调压阀，使得气体在进入气浮板31之前先通过调压阀，进而调节单个气浮板31的高压压力，从而为移动带20提供不同压力的高压气体；调压阀优选为电动调压阀；

所述负压抽气系统包括真空泵和真空调节阀，真空泵通过多路气路和多个气浮板31的负压气孔连接，每路气路上均设置有真空调节阀，进而调节每路气路的负压；

进一步的，所述中心区域监测系统40包括平面位移十字滑轨41，平面位移十字滑轨41上设置有Z轴气缸42，Z轴气缸42的伸缩端上固定连接有移传感器支架Ⅰ43，移传感器支架Ⅰ43上固定连接有位移传感器Ⅰ44，位移传感器Ⅰ44优选为激光位移传感器；

平面位移十字滑轨41可以调整每个移传感器支架Ⅰ43的平面位置，可以适应更多的飞机模型；Z轴气缸42可以上下移动位移传感器Ⅰ44，从而可以随着移动带20运行模式的转变而改变；其中，当移动带20在波浪模式下运转时，各个Z轴气缸42驱动位移传感器Ⅰ44随移动带20上下运动(位移传感器Ⅰ44上下运动的位移量是波浪模式下无风载时移动带运动20的实时高度)，移传感器支架Ⅰ43上方的气浮板31是透明的；

所述支撑基体10的两侧均设置有多个侧边区域监测系统50；所述侧边区域监测系统50包括移传感器支架Ⅱ51和固定连接在移传感器支架Ⅱ51上的位移传感器Ⅱ52，位移传感器Ⅱ52用于监测移动带20侧边的跳动量，位移传感器Ⅱ52优选为激光位移传感器，移传感器支架Ⅱ51固定连接在支撑基体10上；

所述支撑基体10上设置有多个温度监测系统60，温度监测系统60上设置有温度传感器，温度传感器用于监测移动带20的温度；

所述控制子系统以PLC主控单元为核心，当监测到某一区域的移动带20跳动量超过阈值时，控制指示灯发出警报，并调整对应区域气孔的的气压值，以恢复移动带20按模式运转；

移动带20按照不同模式高速运行时，当试验模型或实物调整姿态导致移动带20上表面受到的载荷变化时，通过中心区域监测系统40重点监测移动带20重点区域的跳动量，通过侧边区域监测系统50监测移动带20侧边的跳动量，通过温度监测系统60重点监测重点区域的移动带20在受到摩擦之后的温度变化；

当中心区域监测系统40检测到移动带20某区域上表面起伏超过一定阈值时，由控制系统控制对应区域的气孔气压值，抵消移动带20的跳动，当温度监测系统60监测的温度超过一定阈值时，由控制系统发出警报，并停止移动带20运转。