什么是风洞实验室？

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风洞（wind tunnel）即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验常用有效的工具。

风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分，导弹、飞机、火箭以及高超速武器都需要经过风洞实验才能进行下一步发展。可以说风洞是多种航空器的摇篮。此外很多民用交通工具建筑也需要进行吹风实验，甚至自行车也开始逐步进行风洞实验。

风洞的分类

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风洞种类繁多，有不同的分类方法。

     1. 按流动方式分：闭口回流式风洞和开口直流式风洞；

     2. 按风洞试验段的构造分：封闭式风洞和敞开式风洞；

     3. 按风洞的功能分：航空风洞，建筑风洞，环境风洞，汽车风洞；

     4. 按风速大小分：低速风洞，高速风洞和高超声速风洞；其中高速风洞按照马赫数划分可分为亚声速风洞、跨声速风洞和超声速风洞；高超声速风洞又可分为常规高超声速风洞、低密度高超声速风洞、激波高超声速风洞、热流电弧高超声速风洞。

风洞的发展前景

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风洞的速度对风洞至关重要，其所能达到的速度也是一个国家航天航空实力的直观反应。一般来说风洞以马赫为单位，1马赫大约等于1200km/h。美国拥有世界上最快的风洞大约可以达到30马赫，在研制五代机的过程中，高速风洞起到了巨大的作用，这座风洞里还诞生了众多出名的高速航空航天飞行器。中国拥有亚洲最大的风洞群，累计完成了50多万次的实验为我国武器装备发展和国民经济建设做出了重大贡献。从国产战斗机到复兴号高铁，都在国产风洞里做过实验。2012年5月我国自主研制的采用反向爆轰驱动技术的世界上第一个复现激波风洞JF-12顺利通过验收，是当时世界上先进的复现激波高超声速风洞。风速最高可达9马赫，实验时长100ms；随着科学技术的进步，我国最近一代激波复现风洞JF-22将于今年面世，最高风速30马赫，实验时长100ms。除此之外，新一代的超高速风洞实验室可提上日程。针对越来越先进，风速越来越高的的风洞，与之配套的超高速数据采集测试设备的需求也越来越迫切。

风洞测试的主要特点

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• 信号的高速采样

当前的高速及超高速风洞系统风速都实现了倍数级增加，对应的测试信号也在快速的变化，且有效实验时长一般不超过100ms。如何在有限的时间里获取尽可能多且有效的数据是测试的关键。这就需要使用远高于信号高频率成分采样率的高速甚至超高速的数据采集设备进行信号的采集记录，才能保障有效测试数据的获取。

• 信号的精准获取

风洞实验的对象包含了飞行器、武器装备、民用交通运输工具及建筑等这些关乎人员安全的重要设备设施，测试数据的准确性直接决定设备运行的可靠性及人员的安全性。因此可靠的获取精确的测试数据才能保障系统的可靠运行人员的安全。

• 信号的干扰性影响

通常风洞工作时需要大量的大功率设备同时工作进行保障，因此在风洞测试时，现场存在很大的信号干扰。同时洞体上伴随有较大的共模电压，很容易造成无法采集到有效数据或者信号包含大量的干扰部分。因此测试时，有效屏蔽消除干扰也是测试关键。

• 多种信号的同步采集

在实际的测试风洞测试过程中，试验的被测信号类型往往种类繁多，包含高速应变、脉动压力、温度监测、风速监测、风力监测、振动信号测试等模拟量信号。除此之外也包含数字TTL信号输入、总线测试、视频输入等多种信号。这就要求对应的测试设备能够实现多种信号的调理采集与分析及同步。

DEWETRON相关产品介绍

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TRION-18XX-MULTI系列

DEWETRON的TRION-18XX-MULTI系列采集板卡，是一款不过时的高速隔离性多功能通用板卡，这款产品能够灵活运用到各个行业。这种板卡适用于高精度，高采样率高带宽的应用领域，根据不同测试场景搭配A系列/M系列或者F系列前端采集机箱，较好匹配比如机械结构测试，振动测试和冲击测试、风洞测试等一系列的相关测试场景。

强大的信号调理及激励能力

十种以上测量模式适用于与各种类型的传感器，九种自带功能：桥路、电压、电流、IEPE、电阻、电位计、温度（RTD）、计数器和CAN总线。通过MSI多功能适配器可用于测量电荷热电偶和LVDT输入。

可选的电压和电流激励适用于各种类型的传感器，强大的激励功能更好为电能高需求的传感器供电。

• 0-24V电压激励（最大功率0.5W）
• 0.1-60mA电流激励（最大功率0.5W）
• 超高供电精度0.03%
• 每通道独立供电电路，不会共享功率

高性能高速隔离板卡

TRION-18XX-MULTI具备很高的测试精度。

• 高达5MS/s同步采样速率
• 2MHz模拟带宽
• 连续的数据流传输到应用和硬盘
• 通道间，通道对地双隔离，隔离电压高达350VDC
• 0.05%超高电压测试精度
• 低噪声，谐波总失真-108dB@1kHz

Source：Dewetron

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