[发明专利]一种基于PVDF压电传感器的流速测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于PVDF压电传感器的流速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)连接测量装置，测量装置由变频箱、风机、风管(1)、风速仪(2)、PVDF压电传感器(3)、BK动态信号分析仪(4)、计算机(5)组成；其中PVDF压电 传感器(3)包括PVDF膜片(6)、硬质背衬塑料板(7)、引线(8)、电极(9)；变频箱控制风机转速，风机出风口接风管(1)，PVDF压电传感器(3)置于风管(1)末端，PVDF压电传感器每个阵元两极引出引线(8)接入BK动态信号分析仪(4)，BK动态信号分析仪(4)接入计算机(5)；风速仪(2)置于风管(1)中，位于PVDF膜片(6)上方，PVDF膜片(6)敷设在硬质背衬塑料板(7)表面；所述PVDF膜片(6)长度14.2cm、宽度8.5cm、厚度为500um，密度为1.78×10³kg/m³，泊松比为0.35，使用温度为-40～80℃，划分成4×3的结构，共计12个相同的阵元；所述硬质背衬塑料板(7)，长度54cm、宽度15cm、厚度为1cm；所述引线(8)和电极(9)的材料为铝；开动风机，进行实验；

(2)用变频箱调节风机风速，进行多次实验，记录大量数据，风速仪记录风速v，BK动态信号分析仪采集不同风速下PVDF压电传感器输出的电压频谱；

(3)对不同流速下PVDF压电传感器的输出电压取倍频程分析，分析各个频段，lgU与流速lgv³的对应关系，由大量实验数据拟合出lgU＝blg(v³)+d式中的比例系数b、d，利用声强与流速的比例关系，校准PVDF压电传感器流速与电压输出的关系；

(4)给定任意风速，由测量装置测量出风速引起的平板表面压力起伏后的电压输出曲线，查表得到该频段的比例系数b、d，代入公式lgU＝blg(v³)+d，求解得到对应流速，用风速仪测量风速，两者进行比较，得到误差。