(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211463601.7 (22)申请日 2022.11.17 (71)申请人 中国空气动力研究与发展中心高速 空气动力研究所 地址 621000 四川省绵阳市二环路南段6号 (72)发明人 蒲麒　杨党国　王良锋　宁荣辉　 刘洋　周方奇　严春晖　赵阳　 董宾　贾霜　唐淋伟　陈涌　 牟长禹　 (74)专利代理 机构 绵阳远卓弘睿知识产权代理 事务所(普通 合伙) 51371 专利代理师 张忠庆 (51)Int.Cl. G01M 9/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 速度场与温度场数据 同步并行采集系统及 应用方法 (57)摘要 本发明公开了一种速度场与温度场数据同 步并行采集系统及应用方法， 涉及风洞试验领 域， 包括总压测量子系统、 稳定段总压和温度场 动态数据采集子系统； 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， 通过锁相环进 行锁相， 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同步触发器与中央处理 单元连通。 本发 明提供一种速度场与温度场数据 同步并行采集系统及应用方法， 能在不同采集系 统中， 实现高超声速风洞试验速度场与温度场动 态数据的同步并行采集， 有效保证数据的采集精 确度和时域相关性。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115508040 A 2022.12.23 CN 115508040 A 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。 2.一种如权利要求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， 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。 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： 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， 通过对总压峰值对应的时标t1和流场静压峰值对应的时标t2， 求出计算波动与流 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ti+Δt时刻对应的稳态压 力值Pk(ti+Δt)作为总压P0(ti)对应的稳态压力值， 以消除延时误差 。 4.如权利要求3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： S133， 取Pk(ti+Δt)为P0(ti)时刻对应的Pti值进行速度场马赫数计算， 其中， Pti表示第i 点波后总压， Pk表示第k个波后总压测点； 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； ； 公式一中， ， ， P0表示前室总权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115508040 A 2压， Pti表示第i点波后总压， Mi表示参与迭代的马赫数,   为对Mi进行迭代的函数， 为在Mi迭代基础上增加步进值 后的迭代函数。 5.如权利要求4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S13 3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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115508040 A 3