CN106885649A - 一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针 - Google Patents

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Abstract

本发明属于叶轮机械测试技术领域，公开了一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针支杆1、探针头部2、过渡段3、压力传感器线缆4、温度传感器线缆5和温度传感器9，所述探针支杆1和探针头部2均为圆柱形，探针头部2通过过渡段3安装在探针支杆1上，探针头部2的圆柱面开有三个压力感受孔，三个压力感受孔分别与探针头部2内封装的三个压力传感器相连，探针头部前端圆柱底面上安装有一个温度传感器9，压力传感器线缆和温度传感器线缆通过探针支杆1内通道引出探针尾部。与现有的探针测试技术相比，本发明经过校准标定，可进行二维亚音速流场总温、总压、马赫数和流动方向的测量，可以用于叶轮机械试验测试。

Description

一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针
技术领域
本发明涉及叶轮机械试验测试领域，特别是涉及一种用于二维流场测量的压力温度组合探针。本发明可进行二维非定常流场总温、总压、马赫数和流动方向的测量，为叶轮机试验提供了一种高效、准确、全面测量二维亚音速非定常流场的动态参数的手段。
背景技术
压力探针和温度探针在流场测量中有着广泛的应用。使用压力探针可以测量流场的压力、马赫数和流动方向等参数，常用的压力探针有单孔针、三孔针、五孔针、七孔针等等。温度探针可以用于流场温度的测量，常用的有热电偶式和热电阻式等。在叶轮机械和其他相关领域的流场测量中，压力和温度通常是最重要的测量测量，压力探针和温度探针都有着广泛的应用。
现有的探针测试技术中，压力和温度的测量通常会分别使用压力探针和温度探针，这样既增加了测量的复杂程度，又增加了试验测试的成本，并且测量获得的压力和温度是不同位置点的数据，无法保证来自同一流线，因此会降低试验测试的精度。本发明的测量非定常二维流场的动态组合探针，使用单个探针即可同时进行流场总温、总压、马赫数和流动方向的动态测量，能够通过减少探针使用数量来减小探针对流场造成的干扰，又能够很好地反应同一个测量位置点的压力和温度等信息。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对目前叶轮机械非定常流场动态测试中，压力探针和温度探针被分开单独使用，试验测试成本高、时间长、操作复杂的问题，本发明提供一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，使用单个探针即可同时测量二维非定常流场总温、总压、马赫数和流动方向，为叶轮机试验提供了一种高效、准确、全面测量二维亚音速非定常流场的动态测试手段。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于，所述探针包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、压力传感器线缆(4)、温度传感器线缆(5)和温度传感器(9)；探针支杆(1)和探针头部(2)均为圆柱体结构，探针头部(2)内部封装三个压力传感器，圆柱面上开有三个互不相通的圆形压力感受孔，分别为左孔(6)、中孔(7)和右孔(8)；三个孔分别同探针头部(2)内封装的三个压力传感器相连，可以进行压力测量；探针头部圆柱体底面上安装有温度传感器(9)，同探针支杆(1)内部的温度传感器引线线缆(5)相连；探针支杆(1)起到支承的作用，压力传感器线缆(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内部的管道引出探针尾部。
进一步，三个压力感受孔同探针内部封装的压力传感器相连，三个压力感受孔圆心所在的平面与柱体底面平行，距离为1～5mm；左孔(6)和右孔(8)位置以中孔(7)中心线和柱面中心线平面对称分布，孔的直径相同，均为0.2～2毫米，左孔(6)和右孔(8)的中心线的夹角为60°～100°。
进一步，中孔(7)的直径可以与左孔(6)、右孔(8)的相同，也可以比左孔(6)、右孔(8)的大，中孔(7)的中心线与左孔(6)、右孔(8)的中心线夹角相同。
进一步，温度传感器(9)安装在探针头部(2)圆柱柱体底面，其敏感元件中心线与中孔(7)中心线位于同一平面；温度传感器(9)可以是热电偶，也可以是热电阻。
进一步，探针支杆(1)起到支承的作用，内部开有通道，压力传感器线缆(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内部的通道道引出探针尾部。
本发明的有益效果是：
本发明的测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，能够测量获得同一位置点的总温、总压、马赫数和流动方向等参量，能够很好地反应同一位置点的流动情况；能够同时进行压力、速度和温度的测量，减少探针使用数量，减小试验测试的复杂程度和试验成本；采用单个探针进行压力、速度、温度的测量，减少了探针的使用数量，从而减弱了探针对流场的干扰。
附图说明
图1是本发明一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针示意图。
图2是图1的俯视图。
图中：1-探针支杆，2-探针头部，3-过渡段，4-压力传感器线缆，5-温度传感器线缆，6-左孔，7-中孔，8-右孔，9-温度传感器。
具体实施方式
下面通过实施例，结合附图对本发明的测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针进行详细阐述，以使本发明的特征和优点能够更易于被本领域的技术人员理解，从而能够对本发明的保护范围做出更清楚明确的界定。
如附图1所示，本实施例中介绍了一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针支杆1、探针头部2、过渡段3、压力传感器线缆4、温度传感器线缆5和温度传感器9，所述探针支杆1和探针头部2均为圆柱形，探针头部2通过过渡段3安装在探针支杆1上，探针头部2的圆柱面开有三个压力感受孔，三个压力感受孔分别与探针头部2内封装的三个压力传感器相连，探针头部前端圆柱底面上安装有一个温度传感器9，压力传感器线缆和温度传感器线缆通过探针支杆1内通道引出探针尾部。温度传感器9可以进行温度测量。三个压力感受孔分别为左孔6、中孔7和右孔8，可以进行压力测量。本发明可进行二维流场总温、总压、马赫数和流动方向的测量，能够实现精确的测量。
如附图1所示，本发明的测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针在使用时，将探针头部探入被测流场，中孔7朝向来流方向，探针支杆1垂直来流方向。通过探针头部温度传感器9可以测得流场温度，中孔7可以测得来流总压，左孔6、中孔7和右孔8组合起来可以测得流场的马赫数和流动方向。

Claims (5)

1.本发明为一种测量亚音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于，所述探针包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、压力传感器线缆(4)、温度传感器线缆(5)和温度传感器(9)；探针支杆(1)和探针头部(2)均为圆柱体结构，探针头部(2)内部封装三个压力传感器，圆柱面上开有三个互不相通的圆形压力感受孔，分别为左孔(6)、中孔(7)和右孔(8)；三个孔分别同探针头部(2)内封装的三个压力传感器相连，可以进行压力测量；探针头部圆柱体底面上安装有温度传感器(9)，同探针支杆(1)内部的温度传感器引线线缆(5)相连；探针支杆(1)起到支承的作用，压力传感器线缆(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内部的管道引出探针尾部。
2.根据权利1的要求，三个压力感受孔同探针内部封装的压力传感器相连，三个压力感受孔圆心所在的平面与柱体底面平行，距离为1～5mm；左孔(6)和右孔(8)位置以中孔(7)中心线和柱面中心线平面对称分布，孔的直径相同，均为0.2～2毫米，左孔(6)和右孔(8)的中心线的夹角为60°～100°。
3.根据权利1的要求，中孔(7)的直径可以与左孔(6)、右孔(8)的相同，也可以比左孔(6)、右孔(8)的大，中孔(7)的中心线与左孔(6)、右孔(8)的中心线夹角相同。
4.根据权利1的要求，温度传感器(9)安装在探针头部(2)圆柱柱体底面，其敏感元件中心线与中孔(7)中心线位于同一平面；温度传感器(9)可以是热电偶，也可以是热电阻。
5.根据权利1的要求，探针支杆(1)起到支承的作用，内部开有通道，压力传感器线缆(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内部的通道道引出探针尾部。
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