[发明专利]速度场与温度场数据同步并行采集系统及应用方法

权利要求书

1.一种速度场与温度场数据同步并行采集系统，其特征在于，包括相互独立的速度场校测时波后总压测量子系统、稳定段总压和温度场动态数据采集子系统；

在试验段中，一体式的设置有测量波后总压和总温的测量排架；

其中，各子系统中分别设置有至少一个采集终端，且各采集终端中的每个采集单元均使用独立、同型的AD数字仪，并通过锁相环进行锁相，且所述AD数字仪的处理器中集成有时间戳计数器；

各子系统通过相配合的外部同步控制模块为各采集终端提供一个锁相后的同步时钟；

各系统的各采集终端通过相配合的同步触发器与中央处理单元连通；

所述速度场与温度场数据同步并行采集系统的应用方法，包括：

S10，同步控制模块向速度场校测时波后总压测量子系统、稳定段总压和温度场动态数据采集子系统的各采集终端提供一个锁相后的公共时钟，以确保各AD数字仪处于同一待触发状态；

S11，中央处理单元通过同步触发器向各采集终端发出触发指令，各采集终端在接收到触发指令后，给每个采集模块的AD数字仪设置一个采集起始点，开始压力信号和温度信号的采集，且在采集过程中各AD数字仪的时钟频率通过锁相环进行同步；

各AD数字仪采集的压力信号通过时间戳计数器中记录当前同步触发事件发生前各个AD数字仪的采样周期数，对不同采集终端间的触发时间误差进行识别和校正；

还包括：

S13，所述中央处理单元对接收到的稳定段总压与试验段波后总压数据的延时误差进行消除，所述消除的方式包括：

S130，在每次风洞试验时，通过稳定段总压和流场静压的同步测量，明确每组数据的时标；

S131，通过对稳定段总压峰值对应的时标t₁和流场静压峰值对应的时标t₂，计算出稳定段总压与流场中稳态压力波动的延时Δt=t₁-t₂；

S132，中央处理单元在对第i个时刻的数据进行处理时，选取t_i+Δt时刻对应的稳态压力值P_k(t_i+Δt)作为总压P₀(t_i)对应的稳态压力值，以消除延时误差。

2.如权利要求1所述速度场与温度场数据同步并行采集系统的应用方法，其特征在于，还包括：

在速度场马赫数计算中，基于前室总压及各测点波后总压，采用公式一的正激波迭代公式求解出测点的速度场马赫数M；

；

公式中，，，P₀表示前室总压，P_ti表示第i点波后总压，M_i表示参与迭代的马赫数, 为对M_i进行迭代的函数，为在M_i迭代基础上增加步进值后的迭代函数。

3.如权利要求2所述速度场与温度场数据同步并行采集系统的应用方法，其特征在于，还包括：

S134，基于S133计算得到的测点马赫数M进行温度场温度值计算；

其中，当马赫数=5、6时，测点温度T_i按下面拟合式计算：

T_i=273.745612+k_1*e+k_2*e^2-k_3*e^3+k_4*e^4-k_5*e^5+k_6*e^6-k_7*e^7+k_8*e^8-k_9*e^9-T_0；

在拟合式一中，e为温度传感器信号输出值，k_1~k_9为温度拟合系数，T_0为参考温度；

当马赫数﹥6时，测点温度T_i按下面拟合式计算：

T_i=273.745612-131.8058+k_1*e-k_2*e^2+k_3*e^3-k_4*e^4+k_5*e^5-k_6*e^6-T_0。