1.一种迈克尔逊干涉风速测量装置的风速计算方法,其特征在于,所述迈克尔逊干涉风速测量装置包括:检测平台,固定于上述检测平台上的外壳,设于检测平台上并产生干涉条纹的迈克尔逊干涉组件,两端分别固定于上述外壳和检测平台并感受风压的弹性柱,采集干涉条纹位移图像的摄像头,接收摄像头的图像信息并计算风速的ARM处理器;
上述迈克尔逊干涉组件包括:固定于检测平台上的半导体激光器,固定于检测平台上并将半导体激光器的光分成两束的分束镜,反射分束镜的一束光并固定于检测平台上的第一反射镜,反射分束镜的另一束光并固定于上述外壳的内壁的第二反射镜,接收上述第一反射镜、第二反射镜的反射光的扩束镜,接收扩束镜的光并显示干涉条纹的白屏;
所述风速计算方法包括:
步骤一,设干涉条纹移动距离为m,被测条纹与相邻条纹之间的距离为M,计算外壳内壁的实际位移X,如下式:式中N为条纹变化数,λ为激光波长,C为修正值之和;
步骤二,风作用时对上述外壳施加正压力F,即对上述弹性柱的顶端施加正压力F,使得弹性柱发生形变;此时,弹性柱的顶端的挠度可视为等于此时外壳内壁的实际位移X,满足下式:由此可计算出风压力F;
式中E为弹性柱的弹性模量,L是弹性柱的长度,I为弹性柱的惯性矩;
步骤三,利用伯努利方程,可得:
式中ρ为空气密度,v为风速,S为外壳垂直于风方向的受力面积;
由此可得风速与干涉条纹的关系式:
步骤四,利用干涉条纹的变化,可以反演风速;在空气密度ρ不变的情况下,引入线性标定系数a,b,标定后的风速V如下式所示:V=a·v+b。
2.根据权利要求1所述的一种迈克尔逊干涉风速测量装置的风速计算方法,其特征在于,上述检测平台的底部设有连接于测风杆的安装口。
3.根据权利要求1所述的一种迈克尔逊干涉风速测量装置的风速计算方法,其特征在于,上述外壳组成有:固定于检测平台的外壳本体,固定于上述外壳本体上并传感风压力的锥形盖。
4.根据权利要求3所述的一种迈克尔逊干涉风速测量装置的风速计算方法,其特征在于,上述锥形盖的顶端通过螺孔与弹性柱的顶端固定。
5.根据权利要求1所述的一种迈克尔逊干涉风速测量装置的风速计算方法,其特征在于,上述ARM处理器为stm32微处理器。