一种风洞内传感器安装装置及方法与流程

本发明属于风洞内传感器安装领域，尤其涉及一种风洞内传感器安装装置及方法。

背景技术：

风洞(windtunnel)即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。风洞广泛应用于水陆空多个领域，诸如海上装置、污染源扩散、飞行器的研究等：可以较为准确地控制温度、湿度、光照、风速等实验条件；室内操作简单方便；结果准确；安全度、效率高而成本低廉。

但是要想风洞实验结果准确度高，诸如模拟污染源扩散的风洞，风洞试验段堵塞率要小于横截面积的5％，也就是放置的物体与风洞横截面积的占比要小于5％。那么非场景内的诸如传感器等物体所占空间越小，结果准确度越高。

根据对国内外现行的风洞内传感器安装装置的调研发现，国内外研究在风洞内传感器安装装置研究还远远不够。所涉及的国内外主要的专利有以下几项：

(1)专利cn103123278a公开了一种传感器安装装置，该传感器安装装置包括用于固定传感器的安装座，其中，该传感器安装装置还包括用于固定该安装座的永磁吸盘。通过上述技术方案，在使用时，先关闭永磁吸盘的磁性，将永磁吸盘紧贴至被测结构上，再打开永磁吸盘的磁性，便能够将传感器牢固地安装到被测结构上。使用完毕后，只需关闭永磁吸盘的磁性，便能够轻松地将传感器拆卸下来。因此，上述传感器安装装置具有通用性好、安装牢固、频响性能好、不会对被测结构造成破坏且易于拆卸等多种优点。

(2)专利cn102434334a提供一种用于将传感器固定在进气歧管上的传感器安装构造，其中，该传感器安装构造利用一个连接件来固定传感器，并且利用定位部来阻止传感器旋转，从而减少了部件件数及安装所需的作业工序。压力传感器的板状的凸缘被螺栓单点固定在进气歧管的固定部上，在凸缘的卡合孔内嵌合有定位部的卡合销。

(3)专利cn105466471a提供了一种传感器安装板，包括安装板、螺钉和传感器；所述安装板为一次弯折成型的整体板状结构，其一端开有传感器安装孔，另一端开有螺钉安装孔；所述传感器置于所述传感器安装孔内，且传感器的两端分别通过螺母固定；所述螺钉依次穿过螺钉安装孔、待测铸件将安装板连接于待测铸件上。本发明的有益效果：结构占用空较小，能够便于调节传感器的角度，更好的实现传感器的感应效果。

以上专利技术，均对传感器安装进行了研究和设计。但是，在传感器安装研究时存在以下问题：

(a)均可对传感器安装装置进行设计，但没有针对风洞密封的空间结构进行设计。

(b)主要用于不受空间限制的传感器安装，没有实现传感器所占空间最小化设计。

(c)传感器只能在某一位置探测，没有实现灵活移动，更无法实现规律移动。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种风洞内传感器安装装置，其可满足风洞密封要求，具有最大幅度地减小传感器所占空间减小对气流的影响、传感器规律自由移动、便捷灵活、成本低、效率高的优点。

本发明的第一目的提供一种风洞内传感器安装装置的技术方案为：

本发明的一种风洞内传感器安装装置，包括固定构件、移动控制构件和密封构件；

所述固定构件包括固定支撑部件，固定支撑部件上安装有至少一个固定传感器部件，每个固定传感器部件均用来固定相应风洞内传感器；固定支撑部件与所述移动控制构件相连，移动控制构件用于控制固定支撑部件根据预设速度及方式运动，从而带动风洞内传感器以预设速度做相应方式的运动；所述密封构件设置于预设风洞位置处来保证风洞内预定稳定气流场的建立。

进一步的，所述移动控制构件包括导轨和移动部件；所述移动部件设置于导轨上，移动部件与固定支撑部件相连，移动部件可沿导轨运动，进而带动固定支撑部件运动。

其中，移动部件可利用手动方式沿导轨运动，这样能够方便地将传感器固定在预定位置，省去了拆装步骤。

需要说明的是，移动控制构件还可采用其他结构形式，比如：螺杆传动机构。

进一步的，所述移动控制构件还包括控制构件，所述控制构件用于控制移动部件沿导轨运动，进而带动固定支撑部件运动。

其中，移动部件除了手动方式沿导轨运动之外，还可以采用控制构件(比如：电驱动)以实现传感器的自由移动。

进一步的，所述移动部件与固定支撑部件之间还安装有锁紧构件，用于固定移动部件，进而实现传感器的锁紧与拆卸。

进一步的，所述锁紧构件包括锁紧支撑部件和旋紧部件，所述锁紧支撑部件用于固定移动部件，旋紧部件与锁紧支撑部件相匹配来锁紧移动部件。

本发明的第二目的是提供一种风洞内传感器安装装置的安装方法。

本发明的第二目的提供一种风洞内传感器安装装置的安装方法的技术方案为：

本发明的风洞内传感器安装装置的安装方法，包括：

步骤1：在固定支撑部件上安装至少一个固定传感器部件，每个固定传感器部件均用来固定相应风洞内传感器；

步骤2：利用移动控制构件控制固定支撑部件根据预设速度及方式运动，从而带动风洞内传感器以预设速度做相应方式的运动；

步骤3：将密封构件设置于预设风洞位置处来保证风洞内预定稳定气流场的建立。

进一步的，在步骤2中，利用移动控制构件控制固定支撑部件根据预设速度及方式运动的具体过程为：

将固定支撑部件与可沿导轨运动的移动部件相连接，进而由移动部件带动固定支撑部件运动。

进一步的，移动部件由控制构件驱动。

进一步的，该方法还包括：在移动部件与固定支撑部件之间还安装锁紧构件，来固定移动部件，进而实现传感器的锁紧与拆卸。

进一步的，该方法还包括：利用锁紧支撑部件固定移动部件，再利用与锁紧支撑部件相匹配的旋紧部件来锁紧移动部件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的适用范围广泛，可用来进行多种情况或环境下的研究，具体包括：(a)适用于任意风洞；风洞研究对象多样，风洞设计尺寸形状多样，而此套传感器安装装置对此没有要求，而且安装拆卸方便；(b)手动与电动两种控制方式；对于禁止出现电火花的场所，可以方便地将传感器固定在预定位置，省去了拆装步骤；对于允许出现电火花的场所，可以通过电驱动实现传感器的自由移动；(c)三种速度往复规律运动；风洞风速变化，内部气流变化，对精度要求不同，传感器探测位置随之变化。若采用传感器移动方式减小传感器数量，则对其速度也有一定的要求。

(2)本发明的传感器安装装置可以根据需要变换预设速度适应不同工况，并可往复运动。该装置扩大了传感器的探测范围，传统传感器布置方式只能将传感器固定于一点，而传感器过多会影响气流，而且成本大大增加，通过此可呈现一定范围内一个面待测数据的分布，突破了只能点测量的壁垒；

(3)本发明通过同一套传感器安装装置即可省去传感器沿风洞长度方向的布置，风洞尤其是污染源扩散等气流监测风洞内传感器的布置往往成点阵式，如果可以实现传感器在探测过程中规律运动，既可减少手动操作的麻烦又可减小传感器数量，大大降低了劳动强度与实验成本。

(4)本发明在现有传感器技术的基础上将传感器以及之外的固定装置体积最小化，减小了对风洞内气流的影响，提高了风洞模拟数据的准确性，使风洞更趋小型化。

(5)本发明通过锁紧构件使得传感器的固定与拆卸变的简单易行，大大节省了时间与劳动成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的一种风洞内传感器安装装置的结构示意图；

图2是本发明的锁紧构件结构示意图。

其中：1-传感器探头；2-固定传感器部件；3-固定支撑部件；4-锁紧支撑部件；5-旋紧部件；6-密封构件；7-导轨；8-移动部件；9-控制构件；10-风洞试验段。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

图1是本发明的一种风洞内传感器安装装置的结构示意图。

如图1所示，本发明的一种风洞内传感器安装装置，包括固定构件、移动控制构件和密封构件。

其中，所述固定构件包括固定支撑部件3，固定支撑部件3上安装有至少一个固定传感器部件2，每个固定传感器部件2均用来固定相应风洞内传感器；其中，风洞内传感器是采用分体传感器，将探头置于风洞内。固定传感器部件2用来固定传感器的探头1。

固定支撑部件3与所述移动控制构件相连，移动控制构件用于控制固定支撑部件3根据预设速度及方式运动，从而带动风洞内传感器以预设速度做相应方式的运动；所述密封构件6设置于风洞试验段10的预设风洞位置处来保证风洞内预定稳定气流场的建立。

在本实施例中，固定构件所选部件体积小，减小整套传感器固定装置所占空间。

固定构件操作方便，可根据需要灵活调节传感器在风洞高度方向任意一点的位置。

锁紧构件可灵活实现传感器的锁紧与拆卸。

移动控制构件可实现电动控制传感器沿风洞长度方向的移动。

移动控制构件可实现传感器的预设速度以及任意位置往复运动，实现一个面待测量数据的获取。

密封构件拆卸方便，保证被密封部分不留下痕迹。

在本实施例中，所述移动控制构件包括导轨7和移动部件8；所述移动部件8设置于导轨7上，移动部件8与固定支撑部件3相连，移动部件8可沿导轨7运动，进而带动固定支撑部件3运动。

其中，移动部件可利用手动方式沿导轨运动，这样能够方便地将传感器固定在预定位置，省去了拆装步骤。

需要说明的是，移动控制构件还可采用其他结构形式，比如：螺杆传动机构。

具体地，所述移动控制构件还包括控制构件9，所述控制构件9用于控制移动部件沿导轨运动，进而带动固定支撑部件运动。

其中，移动部件除了手动方式沿导轨运动之外，还可以采用控制构件(比如：电驱动)以实现传感器的自由移动。

控制构件也可以为机械驱动机构。

具体地，所述移动部件8与固定支撑部件3之间还安装有锁紧构件，用于固定移动部件，进而实现传感器的锁紧与拆卸。

如图2所示，所述锁紧构件包括锁紧支撑部件4和旋紧部件5，所述锁紧支撑部件4用于固定移动部件8，旋紧部件5与锁紧支撑部件4相匹配来锁紧移动部件8。

本发明的适用范围广泛，可用来进行多种情况或环境下的研究，具体包括：(a)适用于任意风洞；风洞研究对象多样，风洞设计尺寸形状多样，而此套传感器安装装置对此没有要求，而且安装拆卸方便；(b)手动与电动两种控制方式；对于禁止出现电火花的场所，可以方便地将传感器固定在预定位置，省去了拆装步骤；对于允许出现电火花的场所，可以通过电驱动实现传感器的自由移动；(c)三种速度往复规律运动；风洞风速变化，内部气流变化，对精度要求不同，传感器探测位置随之变化。若采用传感器移动方式减小传感器数量，则对其速度也有一定的要求。

本发明还提供了一种风洞内传感器安装装置的安装方法其，包括：

步骤1：在固定支撑部件上安装至少一个固定传感器部件，每个固定传感器部件均用来固定相应风洞内传感器；

步骤2：利用移动控制构件控制固定支撑部件根据预设速度及方式运动，从而带动风洞内传感器以预设速度做相应方式的运动；

在步骤2中，利用移动控制构件控制固定支撑部件根据预设速度及方式运动的具体过程为：

将固定支撑部件与可沿导轨运动的移动部件相连接，进而由移动部件带动固定支撑部件运动。

其中，移动部件可由控制构件驱动。

移动部件也可手动控制驱动。

步骤3：将密封构件设置于预设风洞位置处来保证风洞内预定稳定气流场的建立。

具体地，该方法还包括：在移动部件与固定支撑部件之间还安装锁紧构件，来固定移动部件，进而实现传感器的锁紧与拆卸。

具体地，该方法还包括：利用锁紧支撑部件固定移动部件，再利用与锁紧支撑部件相匹配的旋紧部件来锁紧移动部件。

本发明可实现任意风洞内传感器布置要求，根据需要自由灵活调节传感器速度、沿风洞长度、高度方向的位置，不拘泥于传统一个点的测量，实现风洞内一个面待测数据的整体测量。电动手动双控制，适应多种需要，拆卸安装方便，大大节省人力与物力成本，提高效率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。