一種測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針的製作方法

2023-05-01 18:32:41 1

本發明涉及葉輪機械試驗測試領域，特別是涉及一種用於二維流場測量的壓力溫度組合探針。本發明可進行二維非定常流場總溫、總壓、馬赫數和流動方向的測量，為葉輪機試驗提供了一種高效、準確、全面測量二維亞音速非定常流場的動態參數的手段。

背景技術：

壓力探針和溫度探針在流場測量中有著廣泛的應用。使用壓力探針可以測量流場的壓力、馬赫數和流動方向等參數，常用的壓力探針有單孔針、三孔針、五孔針、七孔針等等。溫度探針可以用於流場溫度的測量，常用的有熱電偶式和熱電阻式等。在葉輪機械和其他相關領域的流場測量中，壓力和溫度通常是最重要的測量測量，壓力探針和溫度探針都有著廣泛的應用。

現有的探針測試技術中，壓力和溫度的測量通常會分別使用壓力探針和溫度探針，這樣既增加了測量的複雜程度，又增加了試驗測試的成本，並且測量獲得的壓力和溫度是不同位置點的數據，無法保證來自同一流線，因此會降低試驗測試的精度。本發明的測量非定常二維流場的動態組合探針，使用單個探針即可同時進行流場總溫、總壓、馬赫數和流動方向的動態測量，能夠通過減少探針使用數量來減小探針對流場造成的幹擾，又能夠很好地反應同一個測量位置點的壓力和溫度等信息。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是：針對目前葉輪機械非定常流場動態測試中，壓力探針和溫度探針被分開單獨使用，試驗測試成本高、時間長、操作複雜的問題，本發明提供一種測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，使用單個探針即可同時測量二維非定常流場總溫、總壓、馬赫數和流動方向，為葉輪機試驗提供了一種高效、準確、全面測量二維亞音速非定常流場的動態測試手段。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：

一種測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，其特徵在於，所述探針包括探針支杆(1)、探針頭部(2)、過渡段(3)、壓力傳感器線纜(4)、溫度傳感器線纜(5)和溫度傳感器(9)；探針支杆(1)和探針頭部(2)均為圓柱體結構，探針頭部(2)內部封裝三個壓力傳感器，圓柱面上開有三個互不相通的圓形壓力感受孔，分別為左孔(6)、中孔(7)和右孔(8)；三個孔分別同探針頭部(2)內封裝的三個壓力傳感器相連，可以進行壓力測量；探針頭部圓柱體底面上安裝有溫度傳感器(9)，同探針支杆(1)內部的溫度傳感器引線線纜(5)相連；探針支杆(1)起到支承的作用，壓力傳感器線纜(4)和溫度傳感器線纜(5)通過探針支杆(1)內部的管道引出探針尾部。

進一步，三個壓力感受孔同探針內部封裝的壓力傳感器相連，三個壓力感受孔圓心所在的平面與柱體底面平行，距離為1～5mm；左孔(6)和右孔(8)位置以中孔(7)中心線和柱面中心線平面對稱分布，孔的直徑相同，均為0.2～2毫米，左孔(6)和右孔(8)的中心線的夾角為60°～100°。

進一步，中孔(7)的直徑可以與左孔(6)、右孔(8)的相同，也可以比左孔(6)、右孔(8)的大，中孔(7)的中心線與左孔(6)、右孔(8)的中心線夾角相同。

進一步，溫度傳感器(9)安裝在探針頭部(2)圓柱柱體底面，其敏感元件中心線與中孔(7)中心線位於同一平面；溫度傳感器(9)可以是熱電偶，也可以是熱電阻。

進一步，探針支杆(1)起到支承的作用，內部開有通道，壓力傳感器線纜(4)和溫度傳感器線纜(5)通過探針支杆(1)內部的通道道引出探針尾部。

本發明的有益效果是：

本發明的測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，能夠測量獲得同一位置點的總溫、總壓、馬赫數和流動方向等參量，能夠很好地反應同一位置點的流動情況；能夠同時進行壓力、速度和溫度的測量，減少探針使用數量，減小試驗測試的複雜程度和試驗成本；採用單個探針進行壓力、速度、溫度的測量，減少了探針的使用數量，從而減弱了探針對流場的幹擾。

附圖說明

圖1是本發明一種測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖中：1-探針支杆，2-探針頭部，3-過渡段，4-壓力傳感器線纜，5-溫度傳感器線纜，6-左孔，7-中孔，8-右孔，9-溫度傳感器。

具體實施方式

下面通過實施例，結合附圖對本發明的測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針進行詳細闡述，以使本發明的特徵和優點能夠更易於被本領域的技術人員理解，從而能夠對本發明的保護範圍做出更清楚明確的界定。

如附圖1所示，本實施例中介紹了一種測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針，包括探針支杆1、探針頭部2、過渡段3、壓力傳感器線纜4、溫度傳感器線纜5和溫度傳感器9，所述探針支杆1和探針頭部2均為圓柱形，探針頭部2通過過渡段3安裝在探針支杆1上，探針頭部2的圓柱面開有三個壓力感受孔，三個壓力感受孔分別與探針頭部2內封裝的三個壓力傳感器相連，探針頭部前端圓柱底面上安裝有一個溫度傳感器9，壓力傳感器線纜和溫度傳感器線纜通過探針支杆1內通道引出探針尾部。溫度傳感器9可以進行溫度測量。三個壓力感受孔分別為左孔6、中孔7和右孔8，可以進行壓力測量。本發明可進行二維流場總溫、總壓、馬赫數和流動方向的測量，能夠實現精確的測量。

如附圖1所示，本發明的測量亞音二維非定常流場的動態溫度壓力組合探針在使用時，將探針頭部探入被測流場，中孔7朝向來流方向，探針支杆1垂直來流方向。通過探針頭部溫度傳感器9可以測得流場溫度，中孔7可以測得來流總壓，左孔6、中孔7和右孔8組合起來可以測得流場的馬赫數和流動方向。