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鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法及系統(tǒng)，所述檢測方法是將被測風(fēng)速風(fēng)向儀放置在風(fēng)洞裝置的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風(fēng)速風(fēng)向儀的動態(tài)性能指標進行檢測；包括步驟：制定方案、單個風(fēng)速風(fēng)向儀的檢測、多個風(fēng)速風(fēng)向儀的檢測和分析輸出，輸出在特定風(fēng)速風(fēng)向條件下被試風(fēng)速風(fēng)向儀的風(fēng)向跟隨誤差和滯后時間常數(shù)。所述測試系統(tǒng)包括風(fēng)洞裝置、風(fēng)速管、風(fēng)向模擬裝置和中央控制裝置；風(fēng)向模擬裝置為數(shù)控轉(zhuǎn)盤，包括工作臺、轉(zhuǎn)動軸、底座和步進電機；工作臺上設(shè)置被測風(fēng)速風(fēng)向儀的安裝基座、工作電源和信號輸出接口；安裝基座與被測風(fēng)速風(fēng)向儀的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據(jù)具體的被測風(fēng)速風(fēng)向儀進行更換。
【專利說明】鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速列車在大風(fēng)環(huán)境下運行存在很多隱患，目前采用的有效方法是在大風(fēng)多發(fā)路段應(yīng)用大風(fēng)監(jiān)測預(yù)警指揮系統(tǒng)，風(fēng)速風(fēng)向儀成為該系統(tǒng)的核心部件。超聲式和熱場式風(fēng)速風(fēng)向儀應(yīng)用最為廣泛。但其出廠前的校準檢測采用的是靜態(tài)校準的方法，在風(fēng)速風(fēng)向快速變化的情況下，其測試結(jié)果的可靠性有待檢定校驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]采用標準風(fēng)洞的標準風(fēng)速為參照，通過在同一測試系統(tǒng)中，在相同條件下，利用數(shù)控轉(zhuǎn)盤使風(fēng)速風(fēng)向儀按照一定速度轉(zhuǎn)動，模擬風(fēng)速風(fēng)向周期性變化的情況，得到風(fēng)速風(fēng)向儀的動態(tài)偏移角、啟動風(fēng)速、距離常數(shù)和阻尼比等動態(tài)特性的鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法及系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明目的是通過以下方式予以實現(xiàn)的:
檢測方法:
所述檢測方法是將被測風(fēng)速風(fēng)向儀放置在風(fēng)洞裝置的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風(fēng)速風(fēng)向儀的動態(tài)性能指標進行檢測；
所述檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風(fēng)速風(fēng)向儀制定至少一組風(fēng)速和風(fēng)向變化頻率的試驗參數(shù)；
2)單個風(fēng)速風(fēng)向儀的檢測:
2-1:將單個被測風(fēng)速風(fēng)向儀安裝在風(fēng)洞裝置的試驗段中；
2-2:啟動計算機，風(fēng)洞裝置處于就緒狀態(tài)，給被測風(fēng)速風(fēng)向儀供電，使被測風(fēng)速風(fēng)向儀處于工作狀態(tài)；
2-3:計算機中的軟件啟動并控制風(fēng)洞裝置的風(fēng)力達到設(shè)定值，穩(wěn)定設(shè)定時間；
2-4:計算機中的軟件啟動并控制被測風(fēng)速風(fēng)向儀的指北點接受風(fēng)力大小變化及其變化頻率，穩(wěn)定設(shè)定時間；
2-5:計算機中的軟件記錄被測風(fēng)速風(fēng)向儀在設(shè)定風(fēng)力和風(fēng)向變化頻率時輸出的檢測數(shù)據(jù)并保存；
2-6:重復(fù)步驟2-3到2-5，進行該風(fēng)速風(fēng)向儀的下一組試驗參數(shù)的檢測，直到完成步驟I設(shè)定的所有試驗參數(shù)；
3)多個風(fēng)速風(fēng)向儀的檢測:重復(fù)步驟2)中的操作，直到完成所有被測風(fēng)速風(fēng)向儀的檢
測；
4)分析輸出:將檢測數(shù)據(jù)和給定數(shù)據(jù)相比較，輸出在特定風(fēng)速風(fēng)向條件下被試風(fēng)速風(fēng)向儀的風(fēng)向跟隨誤差和滯后時間常數(shù)。
[0005]所述風(fēng)向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。[0006]所述風(fēng)向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
[0007]檢測系統(tǒng):
適用于上述檢測方法，用于對被測風(fēng)速風(fēng)向儀進行動態(tài)性能指標的檢測試驗；所述檢測系統(tǒng)包括風(fēng)洞裝置、風(fēng)速管、風(fēng)向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟件；所述風(fēng)洞裝置的控制部分、風(fēng)速管和風(fēng)向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；
所述風(fēng)向模擬裝置為數(shù)控轉(zhuǎn)盤，包括工作臺，轉(zhuǎn)動軸、底座和步進電機；工作臺位于轉(zhuǎn)動軸的頂部；轉(zhuǎn)動軸的底部和步進電機都安裝在底座上；轉(zhuǎn)動軸安裝有與步進電機相匹配的傳動裝置，轉(zhuǎn)動軸相對于底座能夠相對轉(zhuǎn)動，步進電機則固定在底座上；
所述工作臺上設(shè)置被測風(fēng)速風(fēng)向儀的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；
所述安裝基座與被測風(fēng)速風(fēng)向儀的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據(jù)具體的被測風(fēng)速風(fēng)向儀進行更換；
所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
[0008]數(shù)控轉(zhuǎn)盤的工作轉(zhuǎn)速為每秒18?180度。
[0009]所述數(shù)控轉(zhuǎn)盤工作加速度為每秒每秒0-90度。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明的方法，能夠檢測被測風(fēng)速風(fēng)向儀的動態(tài)性能指標，如啟動風(fēng)速和跟隨特性等。本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)造簡單合理，通過控制風(fēng)洞裝置和數(shù)控轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，模擬出特定地區(qū)的風(fēng)速的大小和風(fēng)向的吹入角度及其變化頻率的風(fēng)速風(fēng)向環(huán)境，對被測風(fēng)速風(fēng)向儀進行檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的檢測系統(tǒng)一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1-風(fēng)洞裝置，2-風(fēng)速管，3-轉(zhuǎn)盤，4-步進電機，5-被測風(fēng)速風(fēng)向儀，6-工作臺，7-轉(zhuǎn)動軸，8-風(fēng)速試驗段，9-基準點。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明檢測方法的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0013]檢測方法:
所述檢測方法是將被測風(fēng)速風(fēng)向儀5放置在風(fēng)洞裝置I的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的動態(tài)性能指標進行檢測；
所述檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風(fēng)速風(fēng)向儀5制定至少一組風(fēng)速和風(fēng)向變化頻率的試驗參
數(shù)；
2)單個風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測:
2-1:將單個被測風(fēng)速風(fēng)向儀5安裝在風(fēng)洞裝置的試驗段中；
2-2:啟動計算機，風(fēng)洞裝置處于就緒狀態(tài)，給被測風(fēng)速風(fēng)向儀5供電，使被測風(fēng)速風(fēng)向儀5處于工作狀態(tài)；
2-3:計算機中的軟件啟動并控制風(fēng)洞裝置I的風(fēng)力達到設(shè)定值，穩(wěn)定設(shè)定時間； 2-4:計算機中的軟件啟動并控制被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的指北點接受風(fēng)力大小變化及其變化頻率，穩(wěn)定設(shè)定時間；
2-5:計算機中的軟件記錄被測風(fēng)速風(fēng)向儀5在設(shè)定風(fēng)力和風(fēng)向變化頻率時輸出的檢測數(shù)據(jù)并保存；
2-6:重復(fù)步驟2-3到2-5，進行該風(fēng)速風(fēng)向儀的下一組試驗參數(shù)的檢測，直到完成步驟I設(shè)定的所有試驗參數(shù)；
3)多個風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測:重復(fù)步驟2)中的操作，直到完成所有被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測；
4)分析輸出:將檢測數(shù)據(jù)和給定數(shù)據(jù)相比較，輸出在特定風(fēng)速風(fēng)向條件下被試風(fēng)速風(fēng)向儀的風(fēng)向跟隨誤差和滯后時間常數(shù)。
[0014]所述風(fēng)向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。
[0015]所述風(fēng)向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
[0016]檢測系統(tǒng):
適用于上述檢測方法，用于對被測風(fēng)速風(fēng)向儀5進行動態(tài)性能指標的檢測試驗；所述檢測系統(tǒng)包括風(fēng)洞裝置1、風(fēng)速管2、風(fēng)向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟件；所述風(fēng)洞裝置I的控制部分、風(fēng)速管2和風(fēng)向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；
所述風(fēng)向模擬裝置為數(shù)控轉(zhuǎn)盤，包括工作臺6，轉(zhuǎn)動軸7、底座和步進電機4 ;工作臺6位于轉(zhuǎn)動軸7的頂部；轉(zhuǎn)動軸7的底部和步進電機4都安裝在底座上；轉(zhuǎn)動軸7安裝有與步進電機4相匹配的傳動裝置，轉(zhuǎn)動軸7相對于底座能夠相對轉(zhuǎn)動，步進電機4則固定在底座上；
所述工作臺6上設(shè)置被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；
所述安裝基座與被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據(jù)具體的被測風(fēng)速風(fēng)向儀5進行更換；
所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
[0017]數(shù)控轉(zhuǎn)盤的工作轉(zhuǎn)速為每秒18?180度。
[0018]所述數(shù)控轉(zhuǎn)盤工作加速度為每秒每秒0-90度。
[0019]檢測方法的實施例:
以福建沿海臺風(fēng)地區(qū)的風(fēng)速風(fēng)向環(huán)境為例，該地區(qū)在臺風(fēng)季節(jié)，最大風(fēng)速為每秒30米，風(fēng)向變化角度為正負45度，檢測方法的步驟:
O制定方案:為每個被測風(fēng)速風(fēng)向儀5制定至少一組風(fēng)速和風(fēng)向變化頻率的試驗參數(shù)；制定10組試驗參數(shù):
2)單個風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測:是指對某一個被測風(fēng)速風(fēng)向儀5按照10組試驗參數(shù)進行檢測。
[0020]2-1:將單個被測風(fēng)速風(fēng)向儀5安裝在風(fēng)洞裝置的試驗段中；參考附圖。
[0021]2-2:啟動計算機，風(fēng)洞裝置處于就緒狀態(tài)，給被測風(fēng)速風(fēng)向儀5供電，使被測風(fēng)速風(fēng)向儀5處于工作狀態(tài)；
2-3:計算機中的軟件啟動并控制風(fēng)洞裝置I的風(fēng)力達到第I組試驗參數(shù)的設(shè)定值，穩(wěn)定設(shè)定時間為3秒；2-4:計算機中的軟件啟動并控制被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的指北點接受風(fēng)力大小變化及其變化頻率符合第I組試驗參數(shù)，穩(wěn)定設(shè)定時間3秒；
2-5:計算機中的軟件記錄被測風(fēng)速風(fēng)向儀5在設(shè)定風(fēng)力和風(fēng)向變化頻率符合第I組試驗參數(shù)時輸出的檢測數(shù)據(jù)并保存；
2-6:重復(fù)步驟2-3到2-5，進行該風(fēng)速風(fēng)向儀的第2組到第10組的試驗參數(shù)的檢測，直到完成步驟I設(shè)定的10組試驗參數(shù)；
3)多個風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測:重復(fù)步驟2)中的操作，直到完成所有被測風(fēng)速風(fēng)向儀5的檢測；
4)分析輸出:將檢測數(shù)據(jù)和給定數(shù)據(jù)相比較，輸出在特定風(fēng)速風(fēng)向條件下被試風(fēng)速風(fēng)向儀的風(fēng)向跟隨誤差和滯后時間常數(shù)。參見表1。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法，所述檢測方法是將被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)放置在風(fēng)洞裝置(I)的試驗段中，通過計算機的程序控制，對被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的動態(tài)性能指標進行檢測； 其特征在于:所述檢測方法的步驟: 1)制定方案:為每個被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)制定至少一組風(fēng)速和風(fēng)向變化頻率的試驗參數(shù)； 2)單個風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的檢測: 2-1:將單個被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)安裝在風(fēng)洞裝置的試驗段中； 2-2:啟動計算機，風(fēng)洞裝置處于就緒狀態(tài)，給被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)供電，使被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)處于工作狀態(tài)； 2-3:計算機中的軟件啟動并控制風(fēng)洞裝置(I)的風(fēng)力達到設(shè)定值，穩(wěn)定設(shè)定時間；2-4:計算機中的軟件啟動并控制被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的指北點接受風(fēng)力大小變化及其變化頻率，穩(wěn)定設(shè)定時間； 2-5:計算機中的軟件記錄被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)在設(shè)定風(fēng)力和風(fēng)向變化頻率時輸出的檢測數(shù)據(jù)并保存； 2-6:重復(fù)步驟2-3到2-5，進行該風(fēng)速風(fēng)向儀的下一組試驗參數(shù)的檢測，直到完成步驟I設(shè)定的所有試驗參數(shù)；； 3)多個風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的檢測:重復(fù)步驟2)中的操作，直到完成所有被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的檢測； 4)分析輸出:將檢測數(shù)據(jù)和給定數(shù)據(jù)相比較，輸出在特定風(fēng)速風(fēng)向條件下被試風(fēng)速風(fēng)向儀的風(fēng)向跟隨誤差和滯后時間常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于:所述風(fēng)向變化頻率為每20秒I次-每2秒I次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于:所述風(fēng)向變化頻率的加速度為每秒每秒0.028-0.25。
4.一種適用于權(quán)利要求1-3所述鐵路沿線風(fēng)速風(fēng)向儀動態(tài)性能指標檢測方法的檢測系統(tǒng)，用于對被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)進行動態(tài)性能指標的檢測試驗；所述檢測系統(tǒng)包括風(fēng)洞裝置(I)、風(fēng)速管(2)、風(fēng)向模擬裝置和中央控制裝置，中央控制裝置中配置計算機，計算機中安裝有專用軟件；所述風(fēng)洞裝置(I)的控制部分、風(fēng)速管(2)和風(fēng)向模擬裝置的控制部分均與中央控制裝置電連接；其特征在于: 所述風(fēng)向模擬裝置為數(shù)控轉(zhuǎn)盤，包括工作臺(6)，轉(zhuǎn)動軸(7)、底座和步進電機(4);工作臺(6)位于轉(zhuǎn)動軸(7)的頂部；轉(zhuǎn)動軸(7)的底部和步進電機(4)都安裝在底座上；轉(zhuǎn)動軸(7)安裝有與步進電機(4)相匹配的傳動裝置，轉(zhuǎn)動軸(7)相對于底座能夠相對轉(zhuǎn)動，步進電機(4)則固定在底座上； 所述工作臺(6)上設(shè)置被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的安裝基座、工作電源和信號輸出接口 ；所述安裝基座與被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)的安裝部分相匹配，且安裝基座能夠根據(jù)具體的被測風(fēng)速風(fēng)向儀(5)進行更換； 所述信號輸出接口能夠通過有線或者無線方式與計算機連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)控轉(zhuǎn)盤的工作轉(zhuǎn)速為每秒If180度。
6.根據(jù)權(quán)利要 求4或5所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)控轉(zhuǎn)盤工作加速度為每秒0-90度。
【文檔編號】G01P21/00GK104007289SQ201410263522
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】田紅旗, 梁習(xí)鋒, 劉堂紅, 楊明智, 張健, 熊小慧, 孫博 申請人:中南大學(xué)