简便的船模螺旋桨动力测试方法技术

本发明专利技术涉及一种简便的船模螺旋桨动力测试方法，包括以下步骤：S1、以标准砝码对数据采集模块的量程与精确度进行标定，确定量程范围与精确度；S2、采集螺旋桨动力测试仪测出的扭矩和推拉力的大小；S3、在数据采集模块中对船模各螺旋桨的扭矩、推拉力进行采集；S4、将采集的扭矩大小、推拉力数据信息传递至工控机中；S5、对船模螺旋桨实时的轴功率和推拉功率进行计算；S6、将步骤S3

【技术实现步骤摘要】
简便的船模螺旋桨动力测试方法


[0001]本专利技术涉及船舶与海洋工程实验领域，更具体地说，涉及一种简便的船模螺旋桨动力测试方法。

技术介绍

[0002]螺旋桨是将发动机做功转化为推船前进的装备，因其构造简单、造价便宜、安装方便，是目前使用最广泛的推进器。数值研究与实验研究是研究螺旋桨性能的两大方法，其中实验研究主要有自航试验、伴流试验、敞水试验等，试验的最主要目的是为了研究螺旋桨的推进效率。
[0003]船舶在航行过程中，发动机通过轴系带动螺旋桨转动，发出推力克服航行阻力，使船舶运动。在这一稳定系统中，有主机发出的功率P
DB
、船的有效功率P
E
以及由此产生的效率η
S
与推进效率η
D
。为了对推进性能进行研究，发动机轴系提供给螺旋桨传送的扭矩与推拉力十分重要。
[0004]传统的船模螺旋桨动力测试方法配合传统的螺旋桨动力测试仪使用，传统的动力测试仪会因设计原因引进非定常的摩擦损耗，影响实验数据的精确性。数据采集也只能采集单桨的螺旋桨数据，对于双桨，乃至于多桨的船模就无法保证数据的实时性。传统的测试方法也大多是后处理方式，无法在试验中对螺旋桨的动力性能进行实时研究，增加了数据处理的时间周期与实验的工作量。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种简便的船模螺旋桨动力测试方法，其提高实验数据的精确性、实时性，实现单桨、双桨或多桨的模块化测试，减少实验数据处理的时间周期，降低实验的工作量，有效弥补了传统方法的不足，提高了实验效率，保证了数据的精确性。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种简便的船模螺旋桨动力测试方法，包括以下步骤：
[0007]S1、以标准砝码对数据采集模块的量程与精确度进行标定，确定量程范围与精确度；
[0008]S2、以信号线将数据采集模块分别与螺旋桨动力测试仪扭矩测量接口、推拉力测量接口相连，采集螺旋桨动力测试仪测出的扭矩和推拉力的大小；
[0009]S3、在数据采集模块中对船模各螺旋桨的扭矩、推拉力进行采集，将动力测试仪传递的电平信号转换为相应量程的扭矩大小与推拉力大小；
[0010]S4、将串口数据连接线与数据采集模块、工控机相连，将采集的扭矩大小、推拉力数据信息传递至工控机中；
[0011]S5、工控机根据数据采集模块传递的扭矩和推拉力大小，结合船模螺旋桨的转速和进速的信息，由螺旋桨的扭矩和推拉力大小，对船模螺旋桨实时的轴功率和推拉功率进
行计算；
[0012]S6、将步骤S3
‑
S5中的扭矩、推拉力、轴功率、推拉功率进行可视化处理，在操作端对所述扭矩、推拉力、轴功率、推拉功率的实验数据进行显示，得到船模螺旋桨动力性能实时变化曲线。
[0013]按上述方案，所述步骤S1中数据采集模块，每个桨的数据采集分为两路：一路采集螺旋桨的扭矩大小，一路采集螺旋桨的推拉力大小。
[0014]按上述方案，所述步骤S3中电平信号与扭矩大小、推拉力大小的转换，为由步骤S2中相近量程的标准砝码进行标定后，将电平信号处理换算得到相应大小的扭矩、推拉力数值。
[0015]按上述方案，所述步骤S5中，基于扭矩、推拉力的轴功率、推功率计算公式如下：
[0016][0017][0018]式中，P
DB
为螺旋桨收到的轴功率，n为螺旋桨实时转速，Q
B
为螺旋桨收到的实时扭矩。P
T
为螺旋桨收到的推功率，T为螺旋桨收到的推拉力，V为螺旋桨实时进速。
[0019]按上述方案，所述步骤S2中，数据采集模块根据螺旋桨传递扭力、推拉力大小范围进行人为校准与标定，根据测量范围确定测量精度。
[0020]按上述方案，所述步骤S6中，船模螺旋桨动力性能变化曲线为由数据采集模块采集而得，而后通过RS232数据线将数据传至工控机中，经工控机整理分析，绘制出动态的变化曲线图，实现对螺旋桨动力性能的实时监测。
[0021]实施本专利技术的简便的船模螺旋桨动力测试方法，具有以下有益效果：
[0022]1、本专利技术通过对多桨上的扭矩、推拉力进行测量，弥补了传统方法只能对单桨数据进行采集的不足，采用多路采集的方式，实现对单桨、双桨、多桨船模的扭矩与推拉力的精确测量；
[0023]2、本专利技术可以对双桨或多桨船模的螺旋桨数据进行精确测量，避免了传统方法中对双桨、多桨船模螺旋桨数据的简单对称处理，保证实验数据采集的可靠性；
[0024]3、本专利技术能够通过数据的可视化处理，可以实时将试验过程中的螺旋桨数据进行显示，简化了实验数据的后置处理难度，提高了实验数据的可用程度，试验过程中对螺旋桨的工作状态有清晰的掌握；
[0025]4、本专利技术能够在操作端对数据采集模块进行调零操作，可以在试验工况发生改变时，保持动力测试仪的初始值始终为零，进而维持实验数据的准确性与可靠性。
[0026]5、本专利技术能够提高实验数据的精确性、实时性，实现单桨、双桨或多桨的模块化测试，减少实验数据处理的时间周期，降低实验的工作量，对实验数据进行实时观测分析，有效弥补了传统方法的不足，提高了实验效率，保证了数据的精确性。
附图说明
[0027]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0028]图1是本专利技术简便的船模螺旋桨动力测试方法的流程图；
[0029]图2是本专利技术简便的船模螺旋桨动力测试方法的系统示意图；
[0030]图3是本专利技术简便的船模螺旋桨动力测试方法的数据采集设定流程图；
[0031]图4是本专利技术的扭矩变化曲线图；
[0032]图5是本专利技术的推拉力变化曲线图；
[0033]图6是本专利技术的轴功率变化曲线图；
[0034]图7是本专利技术的推拉功率变化曲线图。
具体实施方式
[0035]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0036]如图1
‑
7所示，本专利技术的简便的船模螺旋桨动力测试方法，包括以下步骤：
[0037]S1、以标准砝码对数据采集模块的量程与精确度进行标定，确定量程范围与精确度；
[0038]本步骤中，数据采集模块根据螺旋桨传递扭力、推拉力大小范围进行人为校准与标定，根据测量范围确定测量精度。
[0039]S2、以信号线将数据采集模块分别与螺旋桨动力测试仪扭矩测量接口、推拉力测量接口相连，采集螺旋桨动力测试仪测出的扭矩和推拉力的大小；
[0040]本步骤中，数据采集模块，每个桨的数据采集分为两路：一路采集螺旋桨的扭矩大小，一路采集螺旋桨的推拉力大小。
[0041]S3、在数据采集模块中对船模各螺旋桨的扭矩、推拉力进行采集，将动力测试仪传递的电平信号转换为相应量程的扭矩大小与推拉力大小；
[0042]本步骤中，电平信号与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种简便的船模螺旋桨动力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以标准砝码对数据采集模块的量程与精确度进行标定，确定量程范围与精确度；S2、以信号线将数据采集模块分别与螺旋桨动力测试仪扭矩测量接口、推拉力测量接口相连，采集螺旋桨动力测试仪测出的扭矩和推拉力的大小；S3、在数据采集模块中对船模各螺旋桨的扭矩、推拉力进行采集，将动力测试仪传递的电平信号转换为相应量程的扭矩大小与推拉力大小；S4、将串口数据连接线与数据采集模块、工控机相连，将采集的扭矩大小、推拉力数据信息传递至工控机中；S5、工控机根据数据采集模块传递的扭矩和推拉力大小，结合船模螺旋桨的转速和进速的信息，由螺旋桨的扭矩和推拉力大小，对船模螺旋桨实时的轴功率和推拉功率进行计算；S6、将步骤S3
‑
S5中的扭矩、推拉力、轴功率、推拉功率进行可视化处理，在操作端对所述扭矩、推拉力、轴功率、推拉功率的实验数据进行显示，得到船模螺旋桨动力性能实时变化曲线。2.根据权利要求1所述的简便的船模螺旋桨动力测试方法，其特征在于，所述步骤S1中数据采集模块，每个桨的数据采集分为两路：一路采集螺旋桨的扭矩大小，一路采集螺旋桨的推拉力大小。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴志勇，周彦安，张磊，刘正国，李天臣，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：