[发明专利]一种脉冲风洞运行控制系统及脉冲风洞运行控制方法

说明书

本发明涉及一种脉冲风洞运行控制系统及脉冲风洞运行控制方法，系统包括PLC模块、驱动段充气阀门、驱动段放气阀门、驱动段压力传感器、1/2阀门、双膜段放气阀门、双膜段压力传感器、被驱动段充气阀门、被驱动段放气阀门、被驱动段压力测量模块、被驱动段抽真空阀门、试验段放气阀门、试验段抽真空阀门、试验段压力传感器、真空机组；通过PLC模块实现了风洞试验过程的自动控制，采用分布式控制方式，所有操作在测控间完成，不需要进入现场进行作业，隔离了高压气源，保证了人员运行安全。

技术领域

本发明涉及一种脉冲风洞运行控制系统及脉冲风洞运行控制方法，属于高超声速脉冲风洞系统的气路运行控制及状态监测领域。

背景技术

脉冲型风洞是指在极短时间(几十毫秒至1秒)内产生脉冲试验气流的风洞(《GJB4296风洞试验术语和符号》)。脉冲风洞主要由驱动段、双膜段、被驱动段、单夹膜、喷管及试验段等部分构成。实验过程主要需求参数为马赫数、雷诺数、总温、总压。马赫数通过更换喷管实现，为保证喷管前后压比，实验过程需要将试验段抽至低压状态；雷诺数通过被驱动段气体压力、驱动段气体压力控制；总温、总压通过驱动气体压力控制；为控制驱动气体破膜压力，设置了双膜片夹膜机构，以形成梯度压力，待高压气体压力达到预定破膜压力时迅速释放夹膜机构内部压力，使膜片破裂。

常见气源走向及厂房布局如图1所示。风洞实验大部分控制工作由实验人员手工操作完成，全部高压气源均需引入到控制间进行人工操控，整个气源线路长、压力高、易出故障、不利于维护，存在极大的安全隐患。其次，常规控制方式采用手动操作阀门，肉眼观察记录状态信息的过程，运行控制重复性差且数据记录有偏差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种脉冲风洞运行控制系统及脉冲风洞运行控制方法，实现风洞试验的自动化运行。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种脉冲风洞运行控制系统，包括PLC模块、驱动段充气阀门、驱动段放气阀门、驱动段压力传感器、1/2阀门、双膜段放气阀门、双膜段压力传感器、被驱动段充气阀门、被驱动段放气阀门、被驱动段压力测量模块、被驱动段抽真空阀门、试验段放气阀门、试验段抽真空阀门、试验段压力传感器、真空机组；

所述驱动段充气阀门用于在PLC模块的控制下控制驱动段的充气，所述驱动段放气阀门用于在PLC模块的控制下控制驱动段的放气，所述驱动段压力传感器用于检测驱动段的压力P1，并发送给PLC模块；

所述1/2阀门在PLC模块的控制下控制双膜段的充气，双膜段放气阀门用于在PLC模块的控制下控制双膜段的放气，所述双膜段压力传感器用于测量双膜段的压力P2，并发送给PLC模块；

被驱动段充气阀门在PLC模块的控制下控制被驱动段充气，被驱动段放气阀门在PLC模块的控制下控制被驱动段放气，被驱动段抽真空阀门在PLC模块的控制下控制被驱动段与真空机组连通，被驱动段压力测量模块在PLC模块的控制下测量被驱动段的压力P3；

试验段放气阀门在PLC模块的控制下控制试验段的放气，试验段抽真空阀门在PLC模块的控制下控制试验段与真空机组连通，试验段压力传感器在PLC模块的控制下测量试验段的压力P4；

真空机组在PLC模块的控制下对于其连通的被驱动段或试验段抽真空；

PLC模块控制所述驱动段充气阀门开启为驱动段充气，接收所述驱动段压力传感器用于检测的压力P1；PLC模块控制所述1/2阀门开启为双膜段充气，接收所述双膜段压力传感器用于检测的压力P2，当P1-P2的差值大于驱动段压力设定值的一半时，控制所述驱动段充气阀门关闭，直至P1-P2的差值小于等于P1设定值的一半时，重新开启驱动段充气阀门；