新品風洞測試儀氣動力測量儀器要求原理
用以測量風洞氣流性和氣流作用于模型上的各種氣動參量的裝置。早期的風洞僅作靜態實驗，被測參量項目少，量值小，量程也窄，多采用表盤式儀表或光學定性分析儀器。從20紀60年代起，原有的風洞被用來作動態實驗，新型風洞又不斷投入使用，被測參量項目急劇增加，風洞實驗術和測試儀器也隨之發生重大變化：從單項測量到綜合性測量，從靜態到動態，從宏觀到微觀，從定性分析過渡到定量測量，等等。
歷史發展
從20紀60年代起，原有的風洞被用來作動態實驗，新型風洞又不斷投入使用，被測參量項目急劇增加，風洞實驗術和測試儀器也隨之發生重大變化：從單項測量到綜合性測量，從靜態到動態，從宏觀到微觀，從定性分析過渡到定量測量，等等。因此，要求風洞測試儀器具有靈敏度、分辨率、響應時間快、可靠性好、抗過載能力以及抗沖擊和電磁場干擾能力強、防震性能好、測量范圍寬和度等點。此外，儀器還應盡可能滿足以計算機為中心的自動采集、檢測、控制和處理系統的要求。風洞測試儀器按是否與被測對象接觸，可分為接觸式和非接觸式兩類，按照測試內容可以分為氣動力和力矩測量儀器,壓力測量儀器,溫度、熱流和總焓(見焓)測量儀器，流場密度與密度變化測量和顯示儀器，氣流速度測量儀器和巡回檢測裝置。
氣動力測量儀器要求
直接測量風洞中作用于模型上的氣動力和力矩(見空氣動力)的裝置主要是風洞天平。通常天平設計成測量直角坐標系中沿三個軸的力和繞三個軸的力矩(或只測其中個或兩個力和力矩)。風洞天平是由般分析天平演變而來的，早期的掛線式天平(圖1)就與分析天平相似。它用金屬線將模型懸掛起來，模型所受載荷通過金屬線送到天平杠桿元件上，加減砝碼使其平衡。但分析天平次只能測個力，且要求力的方向和作用點是已知的。風洞天平則可同時測氣動力的幾個分量，氣動力合力的作用點和方向般是待測的。因此，風洞天平的構也不同于般分析天平。 風洞天平的分類方法很多，按測量原理可分為機械式天平、應變式天平、壓電晶體天平、電磁懸掛天平等。
機械式天平
種通過機械結構系統(包括各種傳力桿系、鉸鏈、力平臺、力矩平臺等)傳遞和分解模型上的氣動力，并由感受位移的測量元件行測量的風洞天平。掛線式平天就是種機械式天平。掛線式天平由于干擾阻力大，金屬線易斷，后來很少使用并被支桿式機械天平所取代。用支桿式天平時,模型由支桿支撐,支桿可以改變模型攻角和測滑角(飛行器速度矢量與飛行器對稱平面間的夾角)。模型所受氣動力由支桿下傳到連桿系統，使之分解成各個分量，再通過測量元件記錄下來。根據連桿系統裝配形式不同，支桿式機械天平可分為塔式天平、臺式天平和軛式天平。雖然這類機械式天平的測量度頗，但由于難以行快速測量，所以在速風洞中般使用應變式天平。
應變式天平
種通過貼在彈性元件上的應變片，在氣動力作用下，因變形而產生的輸出信號變化來測量力和力矩的儀器。般在彈性元件的拉伸和壓縮表面上，分別并排安放兩塊應變片。然后將這四塊應變片接入電橋，加上電壓即可行測量。應變式天平按元件布置形式分為浮框式和復合式兩種。浮框式天平是將模型固定在套筒上,可拆卸的各測量元件和支桿安裝在套筒內,各分量都是通過兩個并聯(平行)的測力元件來測量。復合式天平的各個測力元件由串聯- 并聯混合結構組成。應變天平的應變片大多數都用電阻絲片。它是用很細的導線或很薄的金屬箔制成的。有時也用半導體材料。
壓電晶體天平
作原理是：利用壓電物質的壓電效應，將氣動力轉換成電信號，輸出的信號可直接用電荷放大器測量，也可用輸入阻抗的靜電放大器或跟隨器測量。這類天平多用于作時間較短的激波風洞。
電磁懸掛天平
作原理是：用電磁力把由軟鐵制成的模型懸掛在風洞中，模型的何位移都會引起光電管光通量變化，再由伺服反饋控制系統在模型上產生個反抗擾動力的磁力，使模型回到正確位置。由各磁力線圈的電流量，或磁場的磁通量，換算出氣動力。這類天平大的優點是不受模型支架的干擾影響。
上述各天平都有個校準問題。天平校準分為靜校和動校兩種。利用校正裝置對天平行靜態標定稱為天平靜校。天平靜校的目的是：證明天平能夠受多大載荷;測定每個分量的校準系數、靈敏度;測定天平的干擾和變形;校驗載荷數據的重復性，從而確定天平使用公式和天平的度、剛度和強度。在風洞內把標準模型裝在經過靜校的天平上行吹風實驗稱為天平動校，其目的是檢驗天平的性能，確定天平的度。
壓力測量儀器
風洞早期是用液體壓力計(如 U型管壓力計)測壓的，測量多點壓力則用多管壓力計。度盤式壓力表主要用于監視風洞回路的壓力。這些壓力計由于須用眼看、手記或照相，而且響應時間又長等，已逐漸為風洞壓力傳感器所取代。風洞壓力傳感器可將壓力轉換成電流或電壓信號，用于測量各種風洞的靜態壓力和動態壓力。
壓力傳感器種類很多，按作原理可以分為如下六種形式：
?、匐娮鑹毫鞲衅鳎核罁娮桦S壓力而改變的原理來測量壓力;
?、趹儔毫鞲衅鳎和ㄟ^彈性元件將壓力轉變成應變，粘在彈性元件上的應變片再將應變轉變成電信號;
?、劬w壓力傳感器：它利用晶體在定軸向受力時產生電荷的效應來測量壓力;
?、茈娙輭毫鞲衅?它通過電容器的個板感受壓力,并將其變化轉變為電容量的變化;
?、蓦姶艍毫鞲衅?它將壓力的變化轉變為磁阻或電感量的變化來測量壓力，可分為磁阻式和電感式兩種;
?、拗C振式壓力傳感器：它將壓力的變化轉變為彈性元件自振頻率的變化來測量壓力。
關于上述各種形式的壓力傳感器的詳細原理和結構見壓力傳感器。
60年代中期開始采用壓力掃描閥和小型壓力傳感器組成測壓裝置。掃描閥的轉子在轉動過程中，依次將各測壓點與傳感器接通,使個傳感器能測量多點壓力,從而使傳感器的數量大為減少，為提實驗度了條件。70年代中期，為了滿足大型風洞測壓點數增多和提測壓速度，又采用了由小型壓力傳感器、模擬信號多路開關和氣路切換開關等組成的電子采樣壓力組件。
總焓測量儀器
在氣流溫度測量中，對于總溫低于2000開的氣流廣泛采用以溫差電偶為感溫元件的總溫探針。它所測出的氣流溫度是總溫(即在探針表面氣流速度滯止為零時的溫度)。探針測出的總溫通常低于氣流實際總溫，這主要是由溫差電偶結點向支座的導熱和向外的熱輻射引起的。暫沖式風洞也有用薄膜電阻溫度計測量溫度的，薄膜電阻溫度計(簡稱薄膜計)是根據金屬薄膜的電阻隨溫度變化的物理性能來測量物面瞬時溫度變化或熱流密度的傳感器。金屬薄膜的溫升ΔT同它的相對電阻增量成正比，而同電阻溫度系數α成反比,利用物面瞬時溫升和熱流密度之間的函數關系，可以測定物體的定?；蚍嵌ǔ崃髅芏?。薄膜計是由沉積在緣襯底(通常是玻璃)表面的鉑薄膜(厚度為亞微米量)和銀引線組成，因而又名鉑膜電阻溫度計。薄膜計的優點是靈敏度、響應快和尺寸小。對于2000～3000開的氣流溫度常采用的測量方法是依據輻射測溫原理的發射吸收法;對于4000～10000開的氣流溫度常采用等離子體診斷中常用的光譜法。利用氣體及其中所包含的雜質分子光譜或原子光譜的強度與溫度相關這性，采用適當波段范圍的攝譜儀或分光光度計，測出譜線的對強度或某兩根譜線的強度比，從而推算溫度。稀薄氣體風洞的氣流總溫約為1000～3000開，但由于氣流密度很低，要采用電子束測溫法。表面溫度在幾百開以下，常用熱敏電阻和感溫涂料測量。表面溫度低于1200開可用紅外測溫儀和紅外熱象儀測量。對于1200～4000開的模型表面溫度，通常采用輻射溫計、光電溫計和比色溫計等輻射學測溫儀器。對于發射率難以事測定的燒蝕材料模型，可利用快速掃描紅外分光光度計測出其光譜能量分布，然后計算發射率和真實溫度，也可與組不同溫度的黑體能量分布曲線作，得出大亮度溫度。此大亮度溫度即可作為的測量值。
總焓探針是量熱式測量氣流局總焓的設備，可以用來測量總焓。早期的探針是水冷的，出現于60年代初。隨后，研制出瞬態焓探針。70年代發展出壓型和壓稀釋型焓探針。
總焓探針作時，由取樣管吸取被測氣流并予以冷卻，測量探針內熱交換介質的吸熱率、被吸氣樣流量及其在離開熱交換器時的溫度和壓力，然后按能量守恒關系算出氣樣總焓。水冷探針用壓水作熱交換介質，本體采用雙層水套結構。利用取樣和不取樣時冷卻水吸熱率之差來消除環境加熱影響。它的響應時間較長,約幾秒到十幾秒?？稍谶_15000開的氣流中作,具有較的測量度。瞬態焓探針的換熱器是根細長薄壁鉑(或鎳)管。用它的電阻變化率計算吸熱率。它的響應時間為毫秒量，可行瞬態總焓測量。
壓稀釋型焓探針利用股冷氣在入口處與氣樣混合,改善取樣管入口段嚴重受熱狀態,從而可大幅度提測焓范圍。這種探針有稀釋劑供給和流量測量裝置，結構較復雜
陰影儀
運用陰影法原理觀測透明介質不均勻度變化率的種光學儀器。在風洞或彈道靶中，常用來觀測模型和氣體相對運動時流場密度梯度變化的位置和形態。如圖2所示,準直鏡L將點光源S的發散光變成平行光射出,經實驗段D，到達屏Q上。若D內流場密度梯度為零或密度梯度均勻,則平行光不偏折或以同方向偏折(dεy相同)，屏Q上照度均勻;若D內流場各處氣體密度變化不均勻,則通過流場各處的光線偏折也各有差異,有些光線會聚,有些光線發散，屏上便會出現明暗不同的陰影圖像，反映出流場氣流密度梯度的變化。屏上照度同流場中垂直入射光方向上密度的二階導數與至屏距離乘積的積分值成正比。如果光線在流場擾動范圍內的偏離量可忽略不計，則上述關系能作定量分析用;而般只能作定性分析用。用陰影法原理制成的陰影儀有平行光柱式和發散光錐式兩類。點光源常采用電火花或激光脈沖光源,屏Q區放置感光膠片行記錄或采用光學系統成象。陰影法設備簡單，圖像直觀，可獲得模型相對空氣速運動時周圍激波和尾流中旋渦的清晰圖像;還可觀測到邊界層過渡區位置和湍流區的流動情況。
紋影儀
通過觀測不均勻透明介質內折射率變化，并把它轉換成記錄平面上照度變化，從而確定透明介質內密度梯度的種光學儀器。在風洞實驗中，紋影儀用來顯示繞經模型周圍流場的密度變化，觀測激波、膨脹波、邊界層、尾流的區域和位置。紋影儀詞源于德語Schliere，意透明物質內由于成分不純而出現溝紋。1859年J.-B.-L.傅科提出用刀口作光闌，檢驗光學零件的質量。1886年A.J.I.普勒次用光學系統觀察紋影，研究火花、炸等流動現象。紋影法有時也稱普勒法。如圖3所示，光源S(通常為狹縫)，成象于刀口平面K，實驗段物體經反射鏡M2和照相物鏡L成象于屏Q上。當實驗段介質均勻時,刀口平面上形成單的光源象，屏上照度均勻。當實驗段局區域介質密度不均勻時,通過該區域的光線產生偏折,偏折角與折射率梯度成正比。刀口平面上形成個偏離的光源象，屏上相對應區域的照度發生變化。照度的變化與介質中垂直于刀口方向上折射率變化的階導數沿光路的積分值成正比。根據氣體介質折射率與密度的關系可獲得介質的密度梯度。風洞實驗中，紋影儀般用作定性流場顯示。紋影光闌采用彩帶、光柵、偏光棱鏡等可獲得彩色干涉紋影圖，可提靈敏度并適用于定量研究。紋影儀和速攝影、顯微術相結合可拍攝速和顯微紋影照片。激光光源用于紋影儀，不僅能縮短曝光時間，獲得速瞬變的紋影圖，而且可組成息照相系統，將實驗的時間、空間“凍結”下來，經過再現，作三維空間的定量研究。
氣流速度測量儀器
主要有皮托-靜壓管、熱線風速儀和激光多普勒測速儀。
皮托-靜壓管
測量氣流速度常用的儀器,是由皮托管演變而來的。皮托管是根圓柱形管子，端開口，另端連在壓力計上，用以測量氣流總壓。這種管子是H.皮托在1872年用來測量河流的水深和流速關系的。皮托-靜壓管除了象皮托管樣，可以感受氣流總壓外,還可同時測量氣流靜壓。圖5是低亞聲速時使用的根典型的皮托- 靜壓管結構示意圖。它有內管和外管。內管測量總壓。靜壓孔開在外管上同頭有定距離處。根據伯努利方程(見伯努利定理)由總壓孔和靜壓孔測得的壓差經過換算即可得到流速。它可用于從1～2米/秒到臨界速度以下范圍內的速度測量。這種管子的前端多為半形，總壓孔在軸線上，它對管子形狀不敏感。靜壓孔則受端頭和后面的支桿影響很大。由于兩者的影響相反，只要心設計就可以減小這種影響。為減少氣流方向偏斜的影響，有時可沿圓周方向開多個靜壓孔。為了避免設計和引起的誤差，在使用前要行校正。
熱線風速儀
依據非電量電測法的原理測量氣流速度、溫度和密度的儀器，已有70多年的使用歷史。它的傳感器(俗稱探頭)是條長度遠大于直徑的細金屬絲，簡稱熱絲,或是片厚度非常薄的金屬膜,簡稱熱膜。測量時，將此熱絲或熱膜置于待測氣流中，同時又連接于電橋的臂，用電流加熱，使熱絲或熱膜本身溫度于待測氣流介質的溫度。氣流狀態變化，引起熱絲或熱膜與氣流介質之間的熱傳遞發生變化，從而使熱絲或熱膜兩端的電壓發生變化，由此可測得氣流的速度、溫度或密度的平均值和瞬時值。熱線風速儀的電路有兩種類型：是維持熱線溫度不變的恒溫式;是維持熱線電流不變的恒流式。熱線兩端的電壓變化般經放大、補償后才行測量。從前測得的電信號都是用電模擬法來處理。近年來，熱線或熱膜測得的電信號輸入到電子計算機處理，使測量度更，因而應用范圍更廣。熱絲直徑僅有1～5微米;長度僅0.5～1毫米。熱膜厚度僅為5～10納米。熱絲材料為鉑或鎢，或含銠的鉑銠合金絲，或包銀的渥拉斯頓絲。熱膜材料多是鉑或鎳，有時還在上面噴鍍層2～5微米的石英，以便用于導電液體中的測量。
激光多普勒測速計
利用光的多普勒頻移效應，用激光作光源，測量氣體、液體、固體速度的種裝置。1842年奧地利物理學家C.多普勒發現了聲波的多普勒效應。1905年A.愛因斯坦在狹義相對論中出，多普勒效應也能在光波中發生。光照射到運動的粒子上發生散射時，散射光的頻率相對入射光的頻率發生變化。頻率的偏移量與運動粒子的速度成正比。當流場中散射粒子的直徑與入射光的波長為同量，且散射粒子的重量與周圍流場粒子重量相近時，散射粒子的運動速度基本上代表流場的局流速。美Y.耶和H.卡明斯于1964年次報道利用激光多普勒頻移效應行流體速度測量。
激光多普勒測速計包括光學系統和信號處理系統。光學系統將激光束照射到跟隨流體運動的粒子上，并使被測點(體積)的散射光會聚入光電接收器。按接受散射光的方式光學系統可分為前向散射型、后向散射型和混合散射型。按光學結構可分為參考光型、雙散射型、條紋型和偏振光型。圖6為前向雙散射型原理圖。 光電接收器(光電倍增管、硅光二管等)接收隨時間變化的兩束散射光波，經混頻后輸出信號的頻率是兩分光波的頻率差，與流速成正比。采用信號處理系統把反映流速的真正信息從各種噪聲中檢測出來,并轉換成模擬量或數字量,作步處理或顯示。常用的信號處理器有頻率分析儀、頻率跟蹤器、計數式處理器等。從原理上講，激光多普勒測速計是直接測量速度的手段。在風洞實驗中可用它測量局速度、平均速度、湍流強度、速度脈動等，適用于研究激波和邊界層的分離干擾區、旋翼速度場、有引射的邊界層以及溫流等。測速儀器或裝置的測速范圍從0.05厘米/秒到2000米/秒。測量速時受光電器件頻率響應范圍的限制。實驗中，有時需要用門的粒子播發裝置把不同大小的粒子摻入氣流中。由于散射粒子慣性等的影響，粒子運動速度滯后于流體，因而測速度較低，湍流度時度更低。
按定次序或隨機采集多個電壓或電流信號(稱為模擬量)，并把這些模擬量轉化為二制或十制數字量的裝置(簡稱檢測裝置)。
巡回檢測裝置的輸入模擬量由受感轉換器件(如傳感器、測力天平等)通過傳輸線送入，它的輸出數字量送入計算機處理或其他記錄設備(如打印機、穿孔機、磁帶等)記錄。它在風洞測試系統中的位置見圖7。巡回檢測裝置般由采樣器、數據放大器、模數轉換器、濾波器、顯示器、接口和控制器等件組成(圖8)。采樣器是個通過程序控制的電子或機械開關，能以周期性的時間間隔或意時間間隔采集某連續變量值。采樣器由采樣開關、通道計數器、通道譯碼器、循環次數計數器、時鐘等件組成。采樣器的作速度，從每秒幾十次到每秒幾次。數據放大器是放大輸入信號的件,般能把幾毫伏信號放大成幾伏,然后送入模數轉換器，還能抑制干擾信號并從中拾取有用信號。模數轉換器 (A/D)可將被測電壓模擬量(連續)轉換為數字量(離散)。它的種類很多，常用的種叫反饋型模數轉換器，由器、模數轉換器(有解碼開關、電阻網絡、數碼寄存器)、節拍產生器、轉換控制器、基準電壓源、脈沖源等組成。 濾波器的作用是濾去信號源中無用信號。由電阻電容或電感電容組成的濾波器稱無源濾波器;由電阻電容和放大器組成的濾波器稱有源濾波器;由計算機行處理而消除干擾信號的稱數字濾波器。顯示器是顯示測量參數的件，由選點顯示開關、二制變成十制的運算器、譯碼器和數碼管組成。接口是兩個不同設備互聯時的交接分。檢測裝置中所有件間的信息傳遞和相互協調都由控制器成。
本公司主營 不銹鋼采水器，罐底焊縫真空檢測盒，讀數儀，八空氣微生物采樣器，繼電器綜合測試儀，雙波長掃描儀，涂層測厚儀，土壤粉碎機，鋼化玻璃表面平整度測試儀，聲音傳感器，便攜式電測水位計，網口流量計，腐蝕率儀，便攜式劃痕儀，凝固點測試儀，水質檢測儀，在線氨氣測試儀，涂層測厚儀，涂層測厚儀，土壤粉碎機，數顯式溫度計，氣體采樣泵，陶瓷抗沖擊試驗機，自動結晶點測試儀，藥物凝固點測試儀，干簧管測試儀，恒溫水浴箱，汽油根轉，氣體采樣泵，鋼化玻璃測試儀，水質檢測儀，PM2.5測試儀，可吸入顆粒物檢測儀，頻熱合機，應變控制三軸儀，牛奶體細胞檢測儀，氦氣濃度檢測儀，土壤水分電導率測試儀，場強儀，采集箱，透色比測定儀，毛細吸水時間測定儀，氧化還原電位計 測振儀，氧化碳二氧化碳檢測儀，CO2分析儀，示波譜儀，黏泥含量測試儀，汽車啟動電源，自動電位滴定儀，便攜式測溫儀，氧化鋯分析儀，干簧管測試儀，密電導率儀，TOC水質分析儀，微電腦可塑性測定儀，風向站，自動點樣儀，土壤氧化還原電位計，數字測溫儀，便攜式總磷測試儀，腐蝕率儀，恒溫水浴箱，余氯檢測儀，自由膨脹率儀，離心杯，混凝土飽和蒸汽壓裝置，顆粒強度測試儀，斯計，自動涂膜機，安閥研磨具，氣象站，動覺方位儀，暗適應儀，氣味采集器，雨量計，四合氣體分析儀，乳化液濃度計，溶解氧儀，溫度測量儀，薄層鋪板器，溫度記錄儀，老化儀，噪音檢測儀，恒溫恒濕箱，分體電阻率測試儀，初粘性和持粘性測試儀，紅外二氧化碳分析儀，氫燈，動覺方位儀，恒溫動物手術臺，冷卻風機，油脂酸價檢測儀，粘數測定儀，菌落計數器，氣象站，雨量計，凱氏定氮儀，熒光增白劑，公司秉承“顧客至上，銳意取”的經營理念，堅持“客戶”的原則為廣大客戶提供優質的服務。歡迎惠顧!
