[发明专利]风速风向传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风速风向测量装置，尤其是一种用于飞行器的空速、迎角、侧滑角或者用于气象的风速风向传感装置，属于流体测量技术领域。

背景技术

目前飞行器通用的空速传感器是空速管，其特点是测量准确、使用方便，但是当飞行器飞行速度较低、飞行姿态角较大时，空速管不能够达到飞行需要的精度；同时现有的空速管需要通过引压管将总压或静压引至飞控计算机中的压力传感器，导致其体积重量较大。此外，现有的航空器一般使用风向标式迎角/侧滑角传感器测量机体相对于气流的姿态，获得迎角/侧滑角数据，但现有的风向标式迎角/侧滑角传感器件包含多个活动机构，动态频响较低，一般使用两个风向标分别测量迎角和侧滑角，无法在同一个传感器上集成迎角和侧滑角功能，并且两个风向标之间存在干扰，难以实现小型化。此外，气象领域使用的风杯式风速计和风向标测量风速和风向，同样其存在多个活动部件，可靠性较差，体积大；同时，风杯式风速计存在转动惯量，响应较慢。

多孔探针是风洞测试领域中的一项现有的技术，但现有的多孔探针无定位基准，只能测量风速风向，且探针本体与传感器分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷提供一种体积小、结构牢固、反应速度快且测量精度高的风速风向传感装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的风速风向传感装置, 包括多孔探针和数据采集系统，所述多孔探针包括探针本体，探针本体的头部设有至少3个且为奇数的引压孔，探针本体内铺设有与引压孔数量对应的引压管，数据采集系统包括多个压力传感器，所述引压孔通过引压管连接压力传感器。

本发明中，所述引压孔呈1个中心引压孔，其余引压孔沿中心引压孔外周向均匀对称分布。

本发明中，所述压力传感器为差压力传感器，所述中心引压孔连接1个差压传感器，其余任意一对对称分布的引压孔共同连接1个差压传感器。

本发明中，所述探针本体的侧面设有若干个静压孔，所述若干个静压孔通过1根引压管与中心引压孔共同连接1个差压传感器。

本发明中，所述数据采集系统包括处理器、信号线，所述压力传感器连接处理器，所述处理器连接信号线。

本发明中，所述数据采集系统包括处理器、无线发射模块，所述压力传感器连接处理器，所述处理器连接无线发射模块。

本发明中，所述数据采集系统包括无线发射模块，所述压力传感器连接无线发射模块。

本发明中，所述数据采集系统包括处理器、存储器，所述压力传感器连接处理器、所述处理器连接存储器。

本发明中，所述数据采集系统包括存储器，所述压力传感器连接存储器。

本发明中，所述数据采集系统设置在外壳内。 

本发明的有益效果在于：(1)、与目前用于飞行器的皮托管、风向标式迎角/侧滑角传感器相比，本发明风速风向传感装置无活动部件，可靠性较高，对风速风向变化的响应较快能够满足一般条件下飞行器或气象测试的使用要求；(2)、本发明采用差压传感器，其不需要接引参考压力，在风速较大，迎角或侧滑角较小时，量程小于来流动压的差压传感器即可测出迎角或侧滑角的变化；同时，其节省了传感器数量，减小了装置的体积；(3)、由于采用一体结构，其内部引压管长度较短，减轻了传感系统重量；(4)、在单个器件上集成了风速风向测量的功能，减小了体积；(5)、用于风向测量时，没有机械活动部件，故不存在因转动惯量导致的延迟，对气流偏角响应速度较高；(6)、本发明通过探针本体侧面的若干个静压孔，可准确地测量参考静压；(7)、将数据采集系统设置在外壳内，可以更好地屏蔽外界干扰以及为安装探针提供位置基准；(8)、本发明可以广泛应用于航空器或航天器的姿态测量、气象风速风向测量、风力机流场或叶片性能测试、船舶合成风向及甲板流场、风洞流场校测等领域，具有很高的应用前景。

附图说明

图1为本发明风速风向传感装置外观示意图；

图2中(a)为多孔探针部分结构示意图，(b)为多孔探针头部引压孔分布结构示意图；

图3为本发明风速风向传感装置的嵌入式数据采集系统结构示意图；

图4为本发明风速风向传感装置的嵌入式数据采集系统实施例1结构示意图；

图5为本发明风速风向传感装置的嵌入式数据采集系统实施例2结构示意图；

图6为本发明风速风向传感装置的嵌入式数据采集系统实施例3结构示意图；

图7为本发明风速风向传感装置的嵌入式数据采集系统实施例4结构示意图；