一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法
阅读说明：本技术 一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法 (Dynamic wind pressure detection system and method for building curtain wall ) 是由 刘晓松 许文君 邢宇帆 吴永昌 何宇聪 曾俊锋 谢玉龙 李志翔 冯仕良 于 2020-03-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法,本系统包括导风筒；设置在所述导风筒内的螺旋桨和发动机；所述发动机与所述螺旋桨连接以驱动所述螺旋桨；机架,用于支撑以及移动所述导风筒；设置在所述机架上的燃油供应装置和滑油供应装置；启动电瓶；设置在所述导风筒的后侧出风口上的风速传感器；远程控制盒,通过电气控制柜远程连接至所述发动机和风速传感器,用于接收用户的指令以控制所述发动机,以及接收显示所述风速传感器传来的风速数据,本发明提供了动风压检测系统及其控制方法,既提高了动态风压系统的检测风速,又降低污染噪音,避免了动风压加载设备的振动及其噪音直接对操作人员身体造成伤害,提高了设备使用安全,提供稳定的动压风速,提高了检测精度。(The invention discloses a dynamic wind pressure detection system and a method of a building curtain wall, wherein the system comprises an air duct; the propeller and the engine are arranged in the air guide cylinder; the engine is connected with the propeller to drive the propeller; the frame is used for supporting and moving the air duct; the fuel supply device and the lubricating oil supply device are arranged on the frame; starting a storage battery; the air speed sensor is arranged on the rear side air outlet of the air guide cylinder; the invention provides a dynamic wind pressure detection system and a control method thereof, which not only improve the detection wind speed of a dynamic wind pressure system, but also reduce pollution noise, avoid the vibration of dynamic wind pressure loading equipment and the direct damage of the noise to the body of an operator, improve the use safety of the equipment, provide stable dynamic pressure wind speed and improve the detection precision.)
技术领域
本发明涉及建筑幕墙工程的检测领域，尤其涉及一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法。
背景技术
在沿海台风地区，除常规建筑幕墙四性检测外，还需进行建筑幕墙在台风及暴雨天气下的水密性能试验，如若忽视，则可能留下严重的安全隐患与功能障碍。因此，在实验室内研制动态风压系统，模拟自然状态的台风暴雨环境至关重要，研究建筑幕墙动态风压作用下的水密性能(简称动压水密性能)检测，具有积极的意义。国家标准GB/T 29907-2013关于幕墙动压水密性能检测，为在试件外表面按照规定的水量均匀持续淋水，使试件表面形成持续的水膜后，在试件外表面施加动态风压，观察试件的渗漏情况，动态风压的实现宜采用螺旋桨法。目前，有两种螺旋桨动压供风系统，一种为大功率电机驱动螺旋桨系统，另一种为飞机头发动机驱动螺旋桨系统，两种系统相比之下，后一种提供动压风速较高，对周围环境影响较小，螺旋桨使用寿命较长。
现有技术在进行建筑幕墙的动态风压检测时，一般存在以下问题：
1、飞机头螺旋桨发动机均采用老机型或已退役的，运行噪音大。
2、由于用途不同，飞机头螺旋桨用于动压供风系统的控制部分需要重新设计。一般地，更改后的飞机头动风压系统操作控制是通过人工在固定的操作室内，点火并踩踏油门，维持稳定的动压风速。在启动与整个检测过程，操作员都须在飞机头背面临近的操作室内，飞机头振动及其噪音直接对人员身体造成伤害，影响系统使用安全，另外通过人工踩踏油门提供稳定的动压风速，精度误差较大。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法，由飞机发动机带动螺旋桨转动提供风力来源，通过设计配套新型的导风筒装置与机架结构，以及独特的操作控制系统，组成整套先进实用的动态风压检测系统，控制采取启动操作控制与发动机螺旋桨分离的远程操控方式，利用远程操控盒启动与调节动压风速，并稳定维持，保障操作人员的使用安全。
为解决上述技术问题，本发明基于以下技术方案进行实施：
一种建筑幕墙的动态风压检测系统，包括：
导风筒；
设置在所述导风筒内的螺旋桨和发动机；所述螺旋桨突出设置在所述导风筒的前侧，所述发动机与所述螺旋桨连接以驱动所述螺旋桨；
机架，与所述导风筒固定连接，用于支撑以及移动所述导风筒；
设置在所述机架上的燃油供应装置和滑油供应装置，所述燃油供应装置连接至所述发动机以为所述发动机提供燃油；所述滑油供应装置连接至所述发动机以为所述发动机提供润滑机油；
启动电瓶，连接至所述发动机以为所述发动机提供电源；
设置在所述导风筒的后侧出风口上的风速传感器；
远程控制盒，通过电气控制柜远程连接至所述发动机和风速传感器，用于接收用户的指令以控制所述发动机，以及接收显示所述风速传感器传来的风速数据。
进一步的，所述机架包括安装架、机身和机座；所述安装架由相互连接的两个正八边形的钢环组成，所述安装架分别与所述发动机和所述导风筒固定连接，所述机座通过所述机身与所述安装架连接；所述机座设置有固定支脚、升降螺栓和移动脚轮。
进一步的，所述导风筒包括钢制圆筒，所述钢制圆筒由若干块圆弧钢板拼接而成，所述圆弧钢板四周设置有加强筋，所述钢制圆筒通过支撑杆与所述安装架连接。
进一步的，所述发动机设有内部飞轮电磁铁、油气比例汽化器与连接杆，所述连接杆绕所述发动机周围布置，用于将所述发动机与所述安装架连接。
进一步的，所述燃油供应装置包括燃油箱、第一油标、油阀和第一油管，所述燃油箱装有所述发动机运转所需的燃烧汽油，其底部位置高于所述发动机的顶部；
所述第一油标装于所述燃油箱的外侧，为透明玻璃管，与所述燃油箱连通，用于观测所述燃油箱内的剩余油量；
所述油阀装于所述燃油箱的底部出油口处，用于控制燃油的流出；
所述第一油管连接所述燃油箱与所述发动机，其一端接至所述油阀，另一端接至所述发动机的进油口。
进一步的，所述滑油供应装置包括滑油箱、第二油标、出油阀、回油阀和第二油管，所述滑油箱装有所述发动机运转所需的润滑机油，设置在安装架内部与发动机顶部齐平；
所述第二油标装于所述滑油箱的外侧，为透明玻璃管，与所述滑油箱连通，用于观测所述滑油箱内剩余油量；
所述出油阀控制滑油的流出，装于所述滑油箱的底部侧面的出油口处；
所述回油阀控制滑油的流入，装于事实滑油箱的顶部侧面的回油口处；
所述第二油管连接滑油箱与发动机，一端同时接至所述出油阀和所述回油阀，另一端接至所述发动机的进机油口。
进一步的，所述电气控制柜设置有电源开关、控制器、伺服驱动器、步进驱动器、启动继电器、接线柱；
所述电源开关为为漏电开关，用于控制所述电气控制柜的电源供应；
所述控制器为信号输入输出中心，与伺服驱动器、步进驱动器连接；
所述伺服驱动器与伺服电机连接，驱动伺服电机上行与下行；所述伺服电机连接至所述发动机的油门杆，上下调节油门大小；
所述步进驱动器与步进电机连接，驱动步进电机左行与右行；所述步进电机连接发动机的断油机构，左右动作控制发动机油路的通断。
所述启动继电器为连接至所述启动电瓶的受远程控制的通断开关，受远程控制盒控制；
所述接线柱为电气控制柜中各部件与远程控制盒、启动电瓶、伺服电机、步进电机的线路连接的柱头。
进一步的，所述远程控制盒包括风速显示仪、系统电源旋钮、启动电源/油门回零钥匙旋钮、蓄能/启动旋钮、油门抖动按钮、油门旋钮、停车按键、油门零位指示灯、停车指示灯和伺服报警复位指示灯。
进一步的，所述风速显示仪用于显示所述风速传感器传回的所述风速数据；
所述系统电源旋钮连接至所述电气控制柜内的所述电源开关，以开启或关闭所述电气控制柜的电源；
所述启动电源/油门回零钥匙旋钮连接至所述启动继电器，左旋为回零档位，则伺服电机下行，且步进电机左行，为启动前正常状态，油门零位指示灯点亮，右旋电源档位，发动机启动电瓶接通；
所述蓄能/启动旋钮，连接至所述启动继电器，在发动机启动时左旋蓄能档位，发动机内部飞轮转动，右旋启动档位，发动机内部电磁铁吸合，衔接完成，同时火花塞开始点火，发动机开始启动；
所述油门抖动按钮，连接至所述伺服驱动器，用于带动发动机油门大小反复连续调节；
所述油门旋钮，连接至所述伺服驱动器，用于控制发动机转速来控制动风压加载风速；
所述停车按键，连接至所述步进驱动器，用于控制所述发动机的停车；
所述停车零位指示灯，正常状态下常亮，在停车按键按下，发动机断油后，此灯熄灭；
所述油门零位指示灯，发动机油门在零位时点亮，否则熄灭；
所述伺服报警复位指示灯，伺服电机功能正常状态下熄灭，否则闪烁。
本发明同时还公开了一种建筑幕墙的动态风压检测方法，其使用上述的建筑幕墙的动态风压检测系统对建筑幕墙进行检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法，提供了动风压检测系统及其控制方法，通过独创的导风筒与机架装置，实用性增强，既提高了动态风压系统的检测风速，又降低污染噪音；先进的远程控制系统，避免了动风压加载设备的振动及其噪音直接对操作人员身体造成伤害，提高了设备使用安全，提供稳定的动压风速，提高了检测精度。
附图说明
图1是本发明实施例中所述的建筑幕墙的动态风压检测系统的立体结构示意图；
图2是本发明实施例中所述的建筑幕墙的动态风压检测系统的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例中所述的建筑幕墙的动态风压检测系统的正视结构示意图；
图4是本发明实施例中所述的建筑幕墙的动态风压检测系统的控制系统原理图；
图5是本发明实施例中所述的远程控制盒的设置结构图；
图中：
1-螺旋桨；2-发动机；21-内部飞轮电磁铁；22-油气比例汽化器；23-连接杆；3-燃油供应装置；31-燃油箱；32-第一油标；33-油阀；34-第一油管；4-导风筒；41-圆弧面板；42-加强筋；43-支撑杆；5-机架；51-安装架；52-机身；53-机座；54-升降螺栓；55-移动脚轮；56-固定支脚；6-滑油供应装置；61-滑油箱；62-第二油标；63-出油阀；64-回油阀；65-第二油管；7-电气控制柜；71-电源开关；72-控制器；73-伺服驱动器；74-步进驱动器；75-启动继电器；76-接线柱；8-远程控制盒；81-风速显示仪；82-系统电源旋钮；83-启动电源/油门回零钥匙旋钮；84-蓄能/启动旋钮；85-油门抖动按钮；86-油门旋钮；87-停车按键；88-油门零位指示灯；89-停车指示灯；810-报警复位指示灯；9-启动电瓶；10-风速传感器；11-伺服电机；12-步进电机；13-电源；14-电线路。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1-图5所示，本实施例公开了一种建筑幕墙的动态风压检测系统，包括螺旋桨1、发动机2、燃油供应装置3、导风筒4、机架5、滑油供应装置6、电气控制柜7、远程控制盒8、启动电瓶9、风速传感器10、伺服电机11、步进电机12、电源13、电线路14。
具体的，螺旋桨1和发动机2设置在导风筒4内；螺旋桨1突出设置在导风筒4的前侧，发动机2与螺旋桨1连接以驱动螺旋桨1。
具体的，机架5用于支撑以及移动导风筒；具体的，机架5主体结构包含安装架51、机身52、机座53、升降螺栓54、移动脚轮55、固定支脚56。安装架51中心距地高度3m,正视为内外两个正八边形钢环相互连接为一体，安装架由圆直径为2m，由直径76mm钢管焊接而成。机身52由20#槽钢焊接而成，高度1440mm,为安装架51的支撑结构，机座53为20#槽钢焊接而成的平面结构，整体平面尺寸4m×2.3m，距地高度400mm。可选的，在系统运行时加固机座53设置辅助架，结构与机座相同，非运行工作状态可拆除。
具体的，机架座53底部设置固定支脚56、移动脚轮55、升降螺栓54三种支撑，即可运行固定亦可灵活移动。固定支脚56由钢板与槽钢焊接而成工字型，设置于机座53四角与长边中点，共十处，为机架非移动状态提供支撑；移动脚轮55的直径200mm，设置于机座53四角位，为机架移动状态提供支撑；升降螺栓54由直径30mm的螺杆与螺母组成，螺杆长度680mm，顶部设置旋转盘，螺母长度100mm，端部焊接钢板通过螺栓固定在机座53上，在拆除固定支脚56或移动脚轮55时提供临时支撑，并在地面不平整时提供辅助支撑。
具体地，发动机2设有内部飞轮电磁铁21、油气比例汽化器22与连接杆23，连接杆23支承螺旋桨1与发动机2自重荷载与运行荷载，绕发动机周围均匀布置四处，每处两根直径30mm的实心圆钢，连接杆23通过螺栓与安装架51连接紧固。
具体的，导风筒4为内径4000mm、长度2300mm的圆柱面的钢结构，裹覆发动机2，发动机2位于导风筒4中心，发动机2设置在螺旋桨1后侧350mm处。导风筒4包含面板41、加强筋42、支撑杆43。面板41由同等大小的16块圆弧钢板拼接而成，钢板厚度3mm，每块圆弧板四边为加强筋42，加强筋42为扁钢，设置在面板外侧，扁钢开直径M12的螺栓孔，用于拼接。导风筒4主体面板41通过支撑杆43固定在机架5上，与安装架51螺栓连接，支撑杆43正视其延长线经过导风筒圆心成米字形布置，夹角45°，与面板41的连接点设置在所有圆弧板的四角处，导风筒4在螺旋桨1运行时可保持稳定状态。
具体的，燃油供应装置3设有燃油箱31、第一油标32、油阀33、第一油管34，燃油箱31装有发动机2运转所需的燃烧汽油，容量为155升，底部位置高于发动机顶部；第一油标32装于燃油箱31的侧面朝外，为透明玻璃管，与燃油箱连通，在地上可目视观测燃油箱31内剩余油量；油阀33控制燃油的流出，装于燃油箱31的底部出油口处，为不锈钢闸阀；第一油管34连接燃油箱31与发动机2，一端接油阀33，另一端接发动机进油口。
具体的，滑油供应装置6设有滑油箱61、第二油标62、出油阀63、回油阀64、第二油管65，滑油箱61装有发动机2运转所需的润滑机油，容量为55升，设置在安装架内部与发动机顶部齐平；第二油标62装于滑油箱61的侧面朝外，为透明玻璃管，与滑油箱61连通，在地上可目视观测滑油箱61内剩余油量；出油阀63控制滑油的流出，装于滑油箱61的底部侧面出油口处，为不锈钢闸阀；回油阀64控制滑油的流入，装于滑油箱61的顶部侧面回油口处，为不锈钢闸阀，添加机油量保持液面与回油阀64齐平；第二油管64连接滑油箱61与发动机2，一端接出油阀63、回油阀64，另一端接发动机2进机油口。
具体的，启动电瓶9设置在机架上，与连接至发动机2以为发动机2提供电源。
具体的，远程控制盒8，通过电气控制柜7远程连接至发动机2和风速传感器10，用于接收用户的指令以控制发动机2，以及接收显示风速传感器10传来的风速数据。
具体的，电气控制柜7设置在机架5上，其内设置有电源开关71、控制器72、伺服驱动器73、步进驱动器74、启动继电器75、接线柱76，其中：
电源开关71为控制系统220V电源的通断开关，为漏电开关，用于控制电气控制柜的电源供应；
控制器72为信号输入输出中心，与伺服驱动器73、步进驱动器74连接，控制伺服驱动器73、步进驱动器74动作；
伺服驱动器73与伺服电机11连接，驱动伺服电机11上行与下行；伺服电机11连接至发动机2的油门杆，上下调节油门大小；
步进驱动器74与步进电机12连接，驱动步进电机12左行与右行；步进电机12连接发动机2的断油机构，左右动作控制发动机2油路的通断。
启动继电器75为连接至启动电瓶9的受远程控制的通断开关，受远程控制盒8的控制；
接线柱76为电气控制柜7中各部件与远程控制盒8、启动电瓶9、伺服电机11、步进电机12线路连接的柱头。
具体的，远程控制盒包括8设有风速显示仪81、系统电源旋钮82、启动电源/油门回零钥匙旋钮83、蓄能/启动旋钮84、油门抖动按钮85、油门旋钮86、停车按键87、油门零位指示灯88、停车指示灯89、伺服报警复位指示灯810，其中：
风速显示仪81用于显示风速传感器10传回的风速数据；
系统电源旋钮82连接至电气控制柜7内的电源开关71，以开启或关闭电气控制柜7的电源；系统电源旋钮82左旋电气控制柜7得电，右旋系统电源开闭，系统得电状态下风速显示仪81、油门零位指示灯88、停车零位指示灯89点亮。
启动电源/油门回零钥匙旋钮83连接至启动继电器75，左旋为回零档位，则伺服电机11下行，且步进电机12左行，为启动前正常状态，油门零位指示灯88点亮，右旋电源档位，发动机启动电瓶9接通；
蓄能/启动旋钮84，连接至启动继电器75，在发动机2启动时左旋蓄能档位，发动机内部飞轮21转动，右旋启动档位，发动机内部电磁铁21吸合，衔接完成，同时火花塞开始点火，发动机2开始启动；
油门抖动按钮85，连接至伺服驱动器73，用于带动发动机2油门大小反复连续调节；油门旋钮86，在发动机正常启动后，此旋钮右旋，伺服电机11上行，加大油门，反之减小油门，调节发动机油门，控制发动机转速来控制动风压加载风速；
油门旋钮86，连接至伺服驱动器73，用于控制发动机2转速来控制动风压加载风速；油门旋钮86，在发动机正常启动后，此旋钮右旋，伺服电机11上行，加大油门，反之减小油门，调节发动机油门，控制发动机转速来控制动风压加载风速；油门旋钮86与油门抖动按钮85动作后，由控制器72控制伺服驱动器73驱动伺服电机11动作；
停车按键87，连接至步进驱动器14，用于控制发动机2的停车；停车按钮87动作后，由控制器72控制步进驱动器74驱动步进电机12动作。
油门零位指示灯88，发动机油门在零位时点亮，否则熄灭；
停车零位指示灯89，正常状态下常亮，在停车按键按下，发动机断油后，此灯熄灭；
伺服报警复位指示灯，伺服电机功能正常状态下熄灭，否则闪烁。
具体的，风速传感器10装于导风筒4的后侧出风口监测动态风压风速，其感应风速，将信号传递给风速显示仪81，量程为0～51m/s。
具体的，启动电瓶9由远程控制盒的启动电源/油门回零钥匙旋钮83、蓄能/启动旋钮84串联控制，电气控制柜的启动继电器75驱动启动电瓶9接通。
本实施例还对应于上述系统公开了一种剪切试验方法，其步骤如下；
S1.按照由下向上的顺序，完成机架5安装，均为螺栓连接；将发动机2固定在机架安装架51上，紧固连接螺栓；然后将导风筒4由下向上拼装，通过支撑杆43与机架51连接固定，紧固连接螺栓；再安装发动机2螺旋桨1，调节螺旋桨1角度，紧固螺栓。
S2.在导风筒外侧上部安装燃油箱31，在安装架51内安装滑油箱61，在导风筒4出风口安装风速传感器10，在导风筒4外下面的机座53上安装电气控制柜7与启动电瓶9，连通油路34与线路14，检查牢固安装。
S3.完成燃油供应部3、滑油循环部6、电气控制柜7、远程操控盒8、伺服电机11、步进电机12、启动电瓶9与风速传感器10安装，并进行电线路14连接。
S4.完成动风压加载设备开机前检查及操作：检查所有连接螺栓完好紧固，检查燃油循环部3、滑油循环部6、电线路14准确连通；整体移动检测系统到待检测建筑幕墙指定位置，安装辅助架与机座53牢固连接，架起支撑螺栓54，使得机座53稳定；进行螺旋桨1顺桨操作，操作加入燃油、滑油，开启油箱阀门33、63；操作控制盒8，确认控制系统各部件状态正常。动风压加载设备可以进入设备启动状态。
S5.在电气控制柜7中，左上角电源71开关合闸，动风压检测系统得电。远程操控盒8左下角系统电源旋钮右旋82，远程操控盒8得电，风速风压显示仪81点亮。
S6.回零电源钥匙旋钮83插入启动钥匙，左旋回零档位，供油调节机构伺服电机11回零、发动机断油机构步进电动12推杆回零，远程操控盒上油门零位指示灯88点亮，远程操控盒上停车零位指示灯89闪烁。右旋电源档位，接通发动机启动电瓶9。
S7.蓄能启动旋钮84，左旋蓄能档位，发动机内部飞轮21运转正常，按下油门抖动85按键，15秒后，右旋启动档位并保持，发动机内部电磁铁21吸合衔接，火花塞点火后，直到发动机2正常点火启动并运转正常，松开启动旋钮84。轻按油门抖动按键85，油门抖动按键85弹起，发动机维持最小供油状态，发动机最小转速工作。
S8.观察远程操控盒8中风速显示仪81风速指示，油门旋钮86右旋调大油门，直到风速显示仪81风速达到预定值。
S9.左旋油门旋钮86调小油门，至发动机2转速最小状态。
S10.按下停车按键87，发动机断油机构步进电机12右行，供油切断，远程操控盒上停车零位指示灯89熄灭。发动机内部飞轮21降低转速30秒后，蓄能启动旋钮84右旋启动档位，发动机电磁铁21吸合，衔接工作，螺旋桨1制动飞轮21完全停止，发动机2完全停止工作。
S11.回零电源钥匙旋钮83，左旋回零档位，供油调节机构伺服电机11回零、发动机断油机构步进机12回零，远程操控盒上油门零位指示灯88点亮，远程操控盒上停车零位指示灯89闪烁。回零电源钥匙旋钮83，右旋回中位，完成动风压加载设备的远程控制启动与停车。
本实施例公开了一种建筑幕墙的动态风压检测系统及方法，提供了动风压检测系统及其控制方法，本检测系统独创的导风筒与机架装置，实用性增强，既提高了动态风压系统的检测风速，又降低污染噪音；先进的远程控制系统，避免了动风压加载设备的振动及其噪音直接对操作人员身体造成伤害，提高了设备使用安全，提供稳定的动压风速，提高了检测精度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。