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专利号: 2019104062599
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)构建一种热温差型风速风向测量装置,包括导风管、加热片和温度传感器,所述的导风管有两根,并呈90°交叠分布,所述的加热片位于导风管的中央位置,所述的温度传感器分别位于加热片的两侧,并固定在导风管内,所述导风管内部气流与来流入口近的部分为上游,与来流出口近的部分为下游,所述的加热片及温度传感器均与电路板连接;

(2)导风管中心插入恒温加热片,在加热片的左右两侧对称固定PT100温度传感器;

(3)加热片通电,无风时,加热片周围的温度场呈对称分布;有风时,风带走加热片的热量,导致下游温度高于上游温度,温度场偏离对称分布;

(4)计算风速:进行建模仿真,计算在不同环境温度、不同风速时上下游的温差,仿真得出不同环境温度,不同风速下的温度差值,记环境温度为x,上下游温差为y,风速为z,经拟合得函数关系式:

2 3 2 2 3

z=(p1+p2x+p3y+p4y+p5y)/(1+p6x+p7x+p8y+p9y+p10y)其中,

p1=1480.7199,p2=-29.7511,p3=-68.4632,p4=-0.3387,p5=0.0156752,p6=

0.15505,p7=-0.00454,p8=13.58846,p9=-0.08,p10=0.0072;

(5)计算风向,具体步骤为:

1)在风速为V的风场中,设定两导风管的四个管口分别为A、B、C、D口,并平行于地面建立直角坐标系OXY,X轴正半轴指向正东,X轴负半轴指向正西,Y轴正半轴指向正北,Y轴负半轴指向正南,A、B、C、D所在平面与坐标系平面重合,AB与Y轴重合,CD与X轴重合,则风速为:其中VNS和VEW为V的两个分量,VNS为从北向南方向吹入导风管的风速,VEW为从东向西方向吹入导管的风速,VNS和VEW均可通过拟合的函数关系式求得;

2)设风速与X轴成θ角,则:

即风向为:

2.根据权利要求1所述的一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,所述的导风管采用树脂材料。

3.根据权利要求1所述的一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,所述的加热片为恒温PTC加热片。

4.根据权利要求1或3所述的一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,所述的加热片采用插槽固定在导风管内部。

5.根据权利要求1所述的一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,所述的温度传感器采用PT100温度传感器,所述的温度传感器距离加热片的间距相等。

6.根据权利要求1或5所述的一种热温差型风速风向测量方法,其特征在于,所述的温度传感器采用插槽固定在导风管内。