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什么是風洞實驗室？

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風洞（wind tunnel）即風洞實驗室，是以人工的方式產生并且控制氣流，用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備，它是進行空氣動力實驗常用有效的工具。

風洞實驗是飛行器研制工作中的一個不可缺少的組成部分，導彈、飛機、火箭以及高超速武器都需要經過風洞實驗才能進行下一步發展。可以說風洞是多種航空器的搖籃。此外很多民用交通工具建筑也需要進行吹風實驗，甚至自行車也開始逐步進行風洞實驗。

風洞的分類

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風洞種類繁多，有不同的分類方法。

     1. 按流動方式分：閉口回流式風洞和開口直流式風洞；

     2. 按風洞試驗段的構造分：封閉式風洞和敞開式風洞；

     3. 按風洞的功能分：航空風洞，建筑風洞，環境風洞，汽車風洞；

     4. 按風速大小分：低速風洞，高速風洞和高超聲速風洞；其中高速風洞按照馬赫數劃分可分為亞聲速風洞、跨聲速風洞和超聲速風洞；高超聲速風洞又可分為常規高超聲速風洞、低密度高超聲速風洞、激波高超聲速風洞、熱流電弧高超聲速風洞。

風洞的發展前景

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風洞的速度對風洞至關重要，其所能達到的速度也是一個國家航天航空實力的直觀反應。一般來說風洞以馬赫為單位，1馬赫大約等于1200km/h。美國擁有世界上最快的風洞大約可以達到30馬赫，在研制五代機的過程中，高速風洞起到了巨大的作用，這座風洞里還誕生了眾多出名的高速航空航天飛行器。中國擁有亞洲最大的風洞群，累計完成了50多萬次的實驗為我國武器裝備發展和國民經濟建設做出了重大貢獻。從國產戰斗機到復興號高鐵，都在國產風洞里做過實驗。2012年5月我國自主研制的采用反向爆轟驅動技術的世界上第一個復現激波風洞JF-12順利通過驗收，是當時世界上先進的復現激波高超聲速風洞。風速最高可達9馬赫，實驗時長100ms；隨著科學技術的進步，我國最近一代激波復現風洞JF-22將于今年面世，最高風速30馬赫，實驗時長100ms。除此之外，新一代的超高速風洞實驗室可提上日程。針對越來越先進，風速越來越高的的風洞，與之配套的超高速數據采集測試設備的需求也越來越迫切。

風洞測試的主要特點

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• 信號的高速采樣

當前的高速及超高速風洞系統風速都實現了倍數級增加，對應的測試信號也在快速的變化，且有效實驗時長一般不超過100ms。如何在有限的時間里獲取盡可能多且有效的數據是測試的關鍵。這就需要使用遠高于信號高頻率成分采樣率的高速甚至超高速的數據采集設備進行信號的采集記錄，才能保障有效測試數據的獲取。

• 信號的精準獲取

風洞實驗的對象包含了飛行器、武器裝備、民用交通運輸工具及建筑等這些關乎人員安全的重要設備設施，測試數據的準確性直接決定設備運行的可靠性及人員的安全性。因此可靠的獲取精確的測試數據才能保障系統的可靠運行人員的安全。

• 信號的干擾性影響

通常風洞工作時需要大量的大功率設備同時工作進行保障，因此在風洞測試時，現場存在很大的信號干擾。同時洞體上伴隨有較大的共模電壓，很容易造成無法采集到有效數據或者信號包含大量的干擾部分。因此測試時，有效屏蔽消除干擾也是測試關鍵。

• 多種信號的同步采集

在實際的測試風洞測試過程中，試驗的被測信號類型往往種類繁多，包含高速應變、脈動壓力、溫度監測、風速監測、風力監測、振動信號測試等模擬量信號。除此之外也包含數字TTL信號輸入、總線測試、視頻輸入等多種信號。這就要求對應的測試設備能夠實現多種信號的調理采集與分析及同步。

DEWETRON相關產品介紹

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TRION-18XX-MULTI系列

DEWETRON的TRION-18XX-MULTI系列采集板卡，是一款不過時的高速隔離性多功能通用板卡，這款產品能夠靈活運用到各個行業。這種板卡適用于高精度，高采樣率高帶寬的應用領域，根據不同測試場景搭配A系列/M系列或者F系列前端采集機箱，較好匹配比如機械結構測試，振動測試和沖擊測試、風洞測試等一系列的相關測試場景。

強大的信號調理及激勵能力

十種以上測量模式適用于與各種類型的傳感器，九種自帶功能：橋路、電壓、電流、IEPE、電阻、電位計、溫度（RTD）、計數器和CAN總線。通過MSI多功能適配器可用于測量電荷熱電偶和LVDT輸入。

可選的電壓和電流激勵適用于各種類型的傳感器，強大的激勵功能更好為電能高需求的傳感器供電。

• 0-24V電壓激勵（最大功率0.5W）
• 0.1-60mA電流激勵（最大功率0.5W）
• 超高供電精度0.03%
• 每通道獨立供電電路，不會共享功率

高性能高速隔離板卡

TRION-18XX-MULTI具備很高的測試精度。

• 高達5MS/s同步采樣速率
• 2MHz模擬帶寬
• 連續的數據流傳輸到應用和硬盤
• 通道間，通道對地雙隔離，隔離電壓高達350VDC
• 0.05%超高電壓測試精度
• 低噪聲，諧波總失真-108dB@1kHz

Source：Dewetron

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