專利名稱：一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法
一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明水流流量測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
噴水推進(jìn)器是水上機(jī)動(dòng)平臺(tái)的一種動(dòng)力裝置，噴口流速、流量及噴水推進(jìn)器的輸出功率是衡量噴水推進(jìn)器工作性能的一個(gè)重要指標(biāo)。在實(shí)際航行工況下，噴水推進(jìn)器噴水中通常含有氣體，噴口的噴水流速也非常大、振動(dòng)也很強(qiáng)烈，受這些條件的限制，目前沒(méi)有對(duì)航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率進(jìn)行有效測(cè)量的方法，測(cè)量結(jié)果存在較大的偏差，因此，尋求一種可對(duì)航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率進(jìn)行有效測(cè)量的方法十分必要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可對(duì)航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率進(jìn)行有效測(cè)量的方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法，將動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器通過(guò)傳感器安裝基座安裝于噴水推進(jìn)器所在的平臺(tái)上，使動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器位于噴水推進(jìn)器的噴口的正前方；將航速測(cè)量?jī)x固定于所述平臺(tái)上， 用以測(cè)量所述平臺(tái)的航速，所述測(cè)量方法包括用于確定動(dòng)壓偏大系數(shù)β的拖樁步驟、用于確定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)I的拖拉步驟和用于確定航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率P的航行測(cè)定步驟，其中，
所述拖樁步驟為將拖樁固定于岸上，拖樁繩的一端拴于所述拖樁上，另一端栓于噴水推進(jìn)器所在的平臺(tái)上，所述拖樁繩串聯(lián)有用于測(cè)量拖樁拉力的拉力計(jì)；
實(shí)施拖樁時(shí)，啟動(dòng)噴水推進(jìn)器，通過(guò)拉力計(jì)獲取噴水推進(jìn)器在噴出水流時(shí)于拖樁繩212上產(chǎn)生的拉力f，單位為N ;通過(guò)所述動(dòng)壓傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第一噴口水流動(dòng) SP1，單位為Pa ；
所述動(dòng)壓偏大系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法，其特征在于將動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器通過(guò)傳感器安裝基座安裝于噴水推進(jìn)器所在的平臺(tái)上，使動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器位于噴水推進(jìn)器的噴口的正前方；將航速測(cè)量?jī)x固定于所述平臺(tái)上，用以測(cè)量所述平臺(tái)的航速，所述測(cè)量方法包括用于確定動(dòng)壓偏大系數(shù)β的拖樁步驟、用于確定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)ξ的拖拉步驟和用于確定航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率P的航行測(cè)定步驟，其中， 所述拖樁步驟為將拖樁固定于岸上，拖樁繩的一端拴于所述拖樁上，另一端栓于噴水推進(jìn)器所在的平臺(tái)上，所述拖樁繩串聯(lián)有用于測(cè)量拖樁拉力的拉力計(jì)； 實(shí)施拖樁時(shí)，啟動(dòng)噴水推進(jìn)器，通過(guò)拉力計(jì)獲取噴水推進(jìn)器在噴出水流時(shí)于拖樁繩212上產(chǎn)生的拉力f，單位為N;通過(guò)所述動(dòng)壓傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第一噴口水流動(dòng)壓P1,單位為Pa ； 所述動(dòng)壓偏大系數(shù)， 其中，α為拖樁繩與水平面間的水平夾角，單位為度；S為噴水推進(jìn)器的噴口面積，單位為m2 ； 所述拖拉步驟為將一拖拉繩的一端拴于所述平臺(tái)上，另一端拴于拖拉動(dòng)力裝置上； 實(shí)施拖拉時(shí)，關(guān)閉噴水推進(jìn)器，啟動(dòng)拖拉動(dòng)力裝置，通過(guò)拖拉動(dòng)力裝置拉動(dòng)所述平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)所述動(dòng)壓傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第二噴口水流動(dòng)壓P2，單位為Pa;通過(guò)所述含氣量傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第一噴口水流含氣量P1，單位為％ ;通過(guò)所述航速測(cè)量?jī)x獲取噴水推進(jìn)器所在平臺(tái)的第一航速Vhl，單位為m/s ； 通過(guò)=確定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)ξ，其中，Pm為所述平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)所在介質(zhì)的靜水密度，單位為kg/m3 ； 所述航行測(cè)定步驟為啟動(dòng)噴水推進(jìn)器，使噴水推進(jìn)器驅(qū)動(dòng)所在平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)所述動(dòng)壓傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第三噴口水流動(dòng)壓P3,單位為Pa ;通過(guò)所述含氣量傳感器獲取噴水推進(jìn)器的第二噴口水流含氣量P2，單位為％ ;通過(guò)航速測(cè)量?jī)x獲取噴水推進(jìn)器所在平臺(tái)的第二航速Vh2,單位為m/s ； 通過(guò)P3A = I(I-A)確定噴口流速VP，噴口流速的單位為m/s ； 通過(guò)Q = S(I-P2) P Λ確定噴口流量Q，噴口流量的單位為kg/s ； 并通過(guò)P = 確定噴水推進(jìn)器的輸出功率P，輸出功率的單位為W。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)量方法，其特征在于所述動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器均安裝于位于噴口的正前方70mm 80mm的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)量方法，其特征在于所述拉力計(jì)、動(dòng)壓傳感器、含氣量傳感器和航速測(cè)量?jī)x與處理計(jì)算機(jī)通信連接，以將采集到的信號(hào)傳輸至處理計(jì)算機(jī)，以通過(guò)處理計(jì)算機(jī)獲取動(dòng)壓偏大系數(shù)，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)，以及噴水推進(jìn)器的噴口流速、噴口流量和輸出功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)量方法，其特征在于所述含氣量傳感器的檢測(cè)處理方法為 步驟I :將測(cè)量電橋的測(cè)量電極置于被測(cè)介質(zhì)中，其中，所述測(cè)量電橋包括電阻值為Rs的電橋電阻和所述測(cè)量電極，將正負(fù)等幅的音頻交流信號(hào)輸入至所述測(cè)量電極和電橋電阻構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端，其中，測(cè)量電極的兩端作為測(cè)量電橋的輸出端輸出極板電壓； 步驟2 :獲取音頻交流信號(hào)的有效值Ev和測(cè)量電極的極板電壓的有效值Ei ； 步驟3 :獲取測(cè)量電極間的電阻值Ri,其中，尺，i = P對(duì)應(yīng)測(cè)量電極置于所述
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量方法，其特征在于步驟2中，通過(guò)激勵(lì)源有效值轉(zhuǎn)換電路獲得所述音頻交流信號(hào)的有效值Ev，通過(guò)電極有效值轉(zhuǎn)換電路獲得所述極板電壓的有效值Ei ;步驟2中，音頻交流信號(hào)的有效值Ev經(jīng)激勵(lì)源轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為激勵(lì)源標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)Iv，極板電壓的有效值Ei經(jīng)電極轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為極板標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)Ii，其中，激勵(lì)源轉(zhuǎn)換電路與電極轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換系數(shù)相同；所述含氣量傳感器通過(guò)其數(shù)據(jù)采集處理單元執(zhí)行步驟3和4，所述激勵(lì)源標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)經(jīng)激勵(lì)源電流信號(hào)隔離模塊輸入至數(shù)據(jù)采集處理單元中，極板標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)Ii經(jīng)電極電流信號(hào)隔離模塊輸入至數(shù)據(jù)采集處理單元；所述數(shù)據(jù)采集單元根據(jù)尺= 計(jì)算測(cè)量電
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量方法，其特征在于所述音頻交流信號(hào)的幅值為± 12V 土 18V，頻率為 1500Hz 3000Hz。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的測(cè)量方法，將動(dòng)壓傳感器和含氣量傳感器安裝于噴水推進(jìn)器所在的平臺(tái)上，將航速測(cè)量?jī)x固定于平臺(tái)上，測(cè)量方法包括用于確定動(dòng)壓偏大系數(shù)的拖樁步驟、用于確定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)的拖拉步驟和用于確定航行中噴水推進(jìn)器的輸出功率的航行測(cè)定步驟，其中，拖樁步驟確定動(dòng)壓偏大系數(shù)；拖拉步驟確定平臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響系數(shù)；航行測(cè)定步驟確定噴口流速、流量及噴水推進(jìn)器的輸出功率。本發(fā)明的測(cè)量方法能夠?qū)叫羞^(guò)程中噴水推進(jìn)器的輸出功率進(jìn)行精確測(cè)量，本發(fā)明的測(cè)量方法原理明確，步驟清晰，各測(cè)量值的測(cè)試方法也非常明確，易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01P5/00GK102928143SQ201210455258
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者查長(zhǎng)流, 劉培志, 錢(qián)毅, 王晉華, 周宏志, 劉珊, 劉新廣, 張敏, 瞿蓉, 徐英新, 胡雄文, 趙小川, 趙欣欣, 劉瑩, 施建昌, 田錚, 崔倩楠, 張?jiān)? 李陳, 陳賢相, 左明, 于晶, 郝麗麗 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所