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铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法及系统，所述检测方法是将被测风速风向仪放置在风洞装置的试验段中，通过计算机的程序控制，对被测风速风向仪的动态性能指标进行检测；包括步骤：制定方案、单个风速风向仪的检测、多个风速风向仪的检测和分析输出，输出在特定风速风向条件下被试风速风向仪的风向跟随误差和滞后时间常数。所述测试系统包括风洞装置、风速管、风向模拟装置和中央控制装置；风向模拟装置为数控转盘，包括工作台、转动轴、底座和步进电机；工作台上设置被测风速风向仪的安装基座、工作电源和信号输出接口；安装基座与被测风速风向仪的安装部分相匹配，且安装基座能够根据具体的被测风速风向仪进行更换。
【专利说明】铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]高速列车在大风环境下运行存在很多隐患，目前采用的有效方法是在大风多发路段应用大风监测预警指挥系统，风速风向仪成为该系统的核心部件。超声式和热场式风速风向仪应用最为广泛。但其出厂前的校准检测采用的是静态校准的方法，在风速风向快速变化的情况下，其测试结果的可靠性有待检定校验。

【发明内容】

[0003]采用标准风洞的标准风速为参照，通过在同一测试系统中，在相同条件下，利用数控转盘使风速风向仪按照一定速度转动，模拟风速风向周期性变化的情况，得到风速风向仪的动态偏移角、启动风速、距离常数和阻尼比等动态特性的铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法及系统。
[0004]本发明目的是通过以下方式予以实现的:
检测方法:
所述检测方法是将被测风速风向仪放置在风洞装置的试验段中，通过计算机的程序控制，对被测风速风向仪的动态性能指标进行检测；
所述检测方法的步骤:
O制定方案:为每个被测风速风向仪制定至少一组风速和风向变化频率的试验参数；
2)单个风速风向仪的检测:
2-1:将单个被测风速风向仪安装在风洞装置的试验段中；
2-2:启动计算机，风洞装置处于就绪状态，给被测风速风向仪供电，使被测风速风向仪处于工作状态；
2-3:计算机中的软件启动并控制风洞装置的风力达到设定值，稳定设定时间；
2-4:计算机中的软件启动并控制被测风速风向仪的指北点接受风力大小变化及其变化频率，稳定设定时间；
2-5:计算机中的软件记录被测风速风向仪在设定风力和风向变化频率时输出的检测数据并保存；
2-6:重复步骤2-3到2-5，进行该风速风向仪的下一组试验参数的检测，直到完成步骤I设定的所有试验参数；
3)多个风速风向仪的检测:重复步骤2)中的操作，直到完成所有被测风速风向仪的检
测；
4)分析输出:将检测数据和给定数据相比较，输出在特定风速风向条件下被试风速风向仪的风向跟随误差和滞后时间常数。
[0005]所述风向变化频率为每20秒I次-每2秒I次。[0006]所述风向变化频率的加速度为每秒每秒0.028-0.25。
[0007]检测系统:
适用于上述检测方法，用于对被测风速风向仪进行动态性能指标的检测试验；所述检测系统包括风洞装置、风速管、风向模拟装置和中央控制装置，中央控制装置中配置计算机，计算机中安装有专用软件；所述风洞装置的控制部分、风速管和风向模拟装置的控制部分均与中央控制装置电连接；
所述风向模拟装置为数控转盘，包括工作台，转动轴、底座和步进电机；工作台位于转动轴的顶部；转动轴的底部和步进电机都安装在底座上；转动轴安装有与步进电机相匹配的传动装置，转动轴相对于底座能够相对转动，步进电机则固定在底座上；
所述工作台上设置被测风速风向仪的安装基座、工作电源和信号输出接口 ；
所述安装基座与被测风速风向仪的安装部分相匹配，且安装基座能够根据具体的被测风速风向仪进行更换；
所述信号输出接口能够通过有线或者无线方式与计算机连接。
[0008]数控转盘的工作转速为每秒18?180度。
[0009]所述数控转盘工作加速度为每秒每秒0-90度。
[0010]与现有技术相比较，本发明具有以下优点:本发明的方法，能够检测被测风速风向仪的动态性能指标，如启动风速和跟随特性等。本发明的系统构造简单合理，通过控制风洞装置和数控转盘的转速，模拟出特定地区的风速的大小和风向的吹入角度及其变化频率的风速风向环境，对被测风速风向仪进行检测。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1为本发明的检测系统一实施例结构示意图；
图2为图1的A-A剖视结构示意图；
图中:1-风洞装置，2-风速管，3-转盘，4-步进电机，5-被测风速风向仪，6-工作台，7-转动轴，8-风速试验段，9-基准点。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图，对本发明检测方法的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0013]检测方法:
所述检测方法是将被测风速风向仪5放置在风洞装置I的试验段中，通过计算机的程序控制，对被测风速风向仪5的动态性能指标进行检测；
所述检测方法的步骤:
O制定方案:为每个被测风速风向仪5制定至少一组风速和风向变化频率的试验参
数；
2)单个风速风向仪5的检测:
2-1:将单个被测风速风向仪5安装在风洞装置的试验段中；
2-2:启动计算机，风洞装置处于就绪状态，给被测风速风向仪5供电，使被测风速风向仪5处于工作状态；
2-3:计算机中的软件启动并控制风洞装置I的风力达到设定值，稳定设定时间； 2-4:计算机中的软件启动并控制被测风速风向仪5的指北点接受风力大小变化及其变化频率，稳定设定时间；
2-5:计算机中的软件记录被测风速风向仪5在设定风力和风向变化频率时输出的检测数据并保存；
2-6:重复步骤2-3到2-5，进行该风速风向仪的下一组试验参数的检测，直到完成步骤I设定的所有试验参数；
3)多个风速风向仪5的检测:重复步骤2)中的操作，直到完成所有被测风速风向仪5的检测；
4)分析输出:将检测数据和给定数据相比较，输出在特定风速风向条件下被试风速风向仪的风向跟随误差和滞后时间常数。
[0014]所述风向变化频率为每20秒I次-每2秒I次。
[0015]所述风向变化频率的加速度为每秒每秒0.028-0.25。
[0016]检测系统:
适用于上述检测方法，用于对被测风速风向仪5进行动态性能指标的检测试验；所述检测系统包括风洞装置1、风速管2、风向模拟装置和中央控制装置，中央控制装置中配置计算机，计算机中安装有专用软件；所述风洞装置I的控制部分、风速管2和风向模拟装置的控制部分均与中央控制装置电连接；
所述风向模拟装置为数控转盘，包括工作台6，转动轴7、底座和步进电机4 ;工作台6位于转动轴7的顶部；转动轴7的底部和步进电机4都安装在底座上；转动轴7安装有与步进电机4相匹配的传动装置，转动轴7相对于底座能够相对转动，步进电机4则固定在底座上；
所述工作台6上设置被测风速风向仪5的安装基座、工作电源和信号输出接口 ；
所述安装基座与被测风速风向仪5的安装部分相匹配，且安装基座能够根据具体的被测风速风向仪5进行更换；
所述信号输出接口能够通过有线或者无线方式与计算机连接。
[0017]数控转盘的工作转速为每秒18?180度。
[0018]所述数控转盘工作加速度为每秒每秒0-90度。
[0019]检测方法的实施例:
以福建沿海台风地区的风速风向环境为例，该地区在台风季节，最大风速为每秒30米，风向变化角度为正负45度，检测方法的步骤:
O制定方案:为每个被测风速风向仪5制定至少一组风速和风向变化频率的试验参数；制定10组试验参数:
2)单个风速风向仪5的检测:是指对某一个被测风速风向仪5按照10组试验参数进行检测。
[0020]2-1:将单个被测风速风向仪5安装在风洞装置的试验段中；参考附图。
[0021]2-2:启动计算机，风洞装置处于就绪状态，给被测风速风向仪5供电，使被测风速风向仪5处于工作状态；
2-3:计算机中的软件启动并控制风洞装置I的风力达到第I组试验参数的设定值，稳定设定时间为3秒；2-4:计算机中的软件启动并控制被测风速风向仪5的指北点接受风力大小变化及其变化频率符合第I组试验参数，稳定设定时间3秒；
2-5:计算机中的软件记录被测风速风向仪5在设定风力和风向变化频率符合第I组试验参数时输出的检测数据并保存；
2-6:重复步骤2-3到2-5，进行该风速风向仪的第2组到第10组的试验参数的检测，直到完成步骤I设定的10组试验参数；
3)多个风速风向仪5的检测:重复步骤2)中的操作，直到完成所有被测风速风向仪5的检测；
4)分析输出:将检测数据和给定数据相比较，输出在特定风速风向条件下被试风速风向仪的风向跟随误差和滞后时间常数。参见表1。
【权利要求】
1.一种铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法，所述检测方法是将被测风速风向仪(5)放置在风洞装置(I)的试验段中，通过计算机的程序控制，对被测风速风向仪(5)的动态性能指标进行检测； 其特征在于:所述检测方法的步骤: 1)制定方案:为每个被测风速风向仪(5)制定至少一组风速和风向变化频率的试验参数； 2)单个风速风向仪(5)的检测: 2-1:将单个被测风速风向仪(5)安装在风洞装置的试验段中； 2-2:启动计算机，风洞装置处于就绪状态，给被测风速风向仪(5)供电，使被测风速风向仪(5)处于工作状态； 2-3:计算机中的软件启动并控制风洞装置(I)的风力达到设定值，稳定设定时间；2-4:计算机中的软件启动并控制被测风速风向仪(5)的指北点接受风力大小变化及其变化频率，稳定设定时间； 2-5:计算机中的软件记录被测风速风向仪(5)在设定风力和风向变化频率时输出的检测数据并保存； 2-6:重复步骤2-3到2-5，进行该风速风向仪的下一组试验参数的检测，直到完成步骤I设定的所有试验参数；； 3)多个风速风向仪(5)的检测:重复步骤2)中的操作，直到完成所有被测风速风向仪(5)的检测； 4)分析输出:将检测数据和给定数据相比较，输出在特定风速风向条件下被试风速风向仪的风向跟随误差和滞后时间常数。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于:所述风向变化频率为每20秒I次-每2秒I次。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于:所述风向变化频率的加速度为每秒每秒0.028-0.25。
4.一种适用于权利要求1-3所述铁路沿线风速风向仪动态性能指标检测方法的检测系统，用于对被测风速风向仪(5)进行动态性能指标的检测试验；所述检测系统包括风洞装置(I)、风速管(2)、风向模拟装置和中央控制装置，中央控制装置中配置计算机，计算机中安装有专用软件；所述风洞装置(I)的控制部分、风速管(2)和风向模拟装置的控制部分均与中央控制装置电连接；其特征在于: 所述风向模拟装置为数控转盘，包括工作台(6)，转动轴(7)、底座和步进电机(4);工作台(6)位于转动轴(7)的顶部；转动轴(7)的底部和步进电机(4)都安装在底座上；转动轴(7)安装有与步进电机(4)相匹配的传动装置，转动轴(7)相对于底座能够相对转动，步进电机(4)则固定在底座上； 所述工作台(6)上设置被测风速风向仪(5)的安装基座、工作电源和信号输出接口 ；所述安装基座与被测风速风向仪(5)的安装部分相匹配，且安装基座能够根据具体的被测风速风向仪(5)进行更换； 所述信号输出接口能够通过有线或者无线方式与计算机连接。
5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于:数控转盘的工作转速为每秒If180度。
6.根据权利要 求4或5所述的检测系统，其特征在于:所述数控转盘工作加速度为每秒0-90度。
【文档编号】G01P21/00GK104007289SQ201410263522
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】田红旗, 梁习锋, 刘堂红, 杨明智, 张健, 熊小慧, 孙博 申请人:中南大学