CN108896198B - 一种基于热电阻的直杆式总温探针头部 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，其特征在于，包括滞止罩(1)、热电阻(2)；热电阻(2)为感温元件；滞止罩(1)上端面为圆形；滞止罩(1)内腔高度为热电阻(2)高度的1.2倍以上；滞止罩(1)进气孔(11)直径大于热电阻(2)高度的2/3；滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部存在倒角(13)；滞止罩(1)所有出气孔(12)面积小于进气孔(11)面积1/2；热电阻(2)中心线与滞止罩(1)进气孔(11)中心线垂直。本发明将热电阻引入总温探针中，能够有效提高总温测量精度，同时，本发明能够有效地增大总温探针不敏感角范围。

Description

一种基于热电阻的直杆式总温探针头部
技术领域
本发明涉及气流总温测量技术领域，特别涉及一种基于热电阻的直杆式总温探针头部。
背景技术
在燃气轮机与航空发动机温度测量领域，气流温度的测量一般为气流总温测量，即气流在绝热滞止状态下所能达到的温度。实际测量过程中，完全绝热滞止是很难实现的，测量高速气流总温时，速度误差较大。因此，测温探针测得的温度通常小于气流总温。
现有的“L”型或“T”型总温探针，通常采用滞止罩来减少测温的速度误差，感温元件通常采用热电偶；当用于燃气轮机与航空发动机温度测量时，有时受安装空间限制，如在压气机级间测量时，由于探针横向尺寸偏大，不能插入级间进行测量，此时多采用直杆式温度探针。
现有的直杆式温度探针，大多数不带滞止罩，在测量高速气流总温时，误差很大。个别直杆式总温探针采用滞止罩来减小测温的速度误差，感温元件也通常为热电偶，感温头部对气流方向的偏斜非常敏感，当气流方向变化较为剧烈时，测温误差较大。
现有的直杆式总温探针技术中存在两点不足：1、总温探针通常采用热电偶作为感温元件，由于热电偶本身的局限性，采用热电偶作为感温元件，和热电阻，比如铂电阻相比，测温误差较大；2、感温头部对气流方向的偏斜非常敏感，当气流方向变化较为剧烈时，测温误差较大，在工程测量中很少采用。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明的核心目的在于，提供一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，以解决目前气流总温测试时，感温头部尺寸较大、气流不敏感角范围小、测温误差大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，其特征在于，包括滞止罩(1)、热电阻(2)；热电阻(2)为感温元件；滞止罩(1)上端面为圆形；滞止罩(1)内腔高度为热电阻(2)高度的1.2倍以上；滞止罩(1)进气孔(11)直径大于热电阻(2)高度的2/3；滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部存在倒角(13)；滞止罩(1)所有出气孔(12)面积小于进气孔(11)面积1/2；热电阻(2)中心线与滞止罩(1)进气孔(11)中心线垂直。
优选地，热电阻(2)丝(5)在进气孔(11)附近局部加密。
优选地，滞止罩(1)进气孔(11)位于迎风侧，滞止罩(1)进气孔(11)直径为滞止罩(1)外壁横截面直径的1/2至2/3。
优选地，滞止罩(1)出气孔(12)位于背风侧，滞止罩(1)出气孔(12)数量为1至5个，出气孔(12)直径为进气孔(11)直径的1/2至1/5。
优选地，滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部倒角(13)大于60°。
优选地，热电阻(2)基座(4)可以为圆柱，也可以为平板，热电阻(2)中心线与滞止罩(1)中心线平行。
与现有技术相比，本发明中基于热电阻的直杆式总温探针头部，进气孔直径大幅度增大，同时，针对性的设计了倒角，能够有效的拓宽气流不敏感角度范围，适用于气流角变化剧烈的测量环境。
与现有技术相比，本发明中基于热电阻的直杆式总温探针头部，将测温精度更高的热电阻引入带滞止的总温探针的设计中，并针对性的提出了热电阻丝的绕线方式，有效地提高了测温精度。
附图说明
图1是本发明头部结构正视图。
图2是本发明头部结构进、出气孔中心所在平面的剖面图。
图3是本发明头部结构后视图。
图4是本发明头部结构中热电阻的示意图。
附图中标记及相应零部件名称：1-滞止罩；2-热电阻；11-进气孔；12-出气孔；13-倒角；4-热电阻基座；5-热电阻丝。
具体实施方式
本发明的核心目的在于，提供一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，以解决目前气流总温测试时，气流不敏感角度范围小、测温误差大的测温缺陷。
现结合说明书附图，来详细说明本发明所提供的提供一种基于热电阻的直杆式总温探针头部的具体结构。图1、图2、图3是本发明头部结构正视图、进、出气孔中心所在平面的剖面图以及后视图，图4为热电阻丝缠绕方式。
一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，其特征在于，包括滞止罩(1)、热电阻(2)；热电阻(2)为感温元件；滞止罩(1)上端面为圆形；滞止罩(1)内腔高度为热电阻(2)高度的2倍；滞止罩(1)进气孔(11)直径为热电阻(2)高度的1.5倍；滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部存在倒角(13)；滞止罩(1)所有出气孔(12)面积为进气孔(11)面积3/25；热电阻(2)中心线与滞止罩(1)进气孔(11)中心线垂直。
所述的热电阻(2)丝(5)在进气孔(11)附近局部加密。
所述的滞止罩(1)进气孔(11)位于迎风侧，滞止罩(1)进气孔(11)直径为滞止罩(1)外壁横截面直径的3/5。
所述的滞止罩(1)出气孔(12)位于背风侧，滞止罩(1)出气孔(12)数量为3个，出气孔(12)直径为进气孔(11)直径的1/5。
所述的滞止罩(1)出气孔(12)在滞止罩(1)外壁面端部存在倒角(13)，倒角(13)为70°。
所述的热电阻(2)基座(4)为圆柱，热电阻(2)中心线与滞止罩(1)中心线平行。
与现有的总温探针头部结构不同的是，本发明采用热电阻作为感温元件，与热电偶感受单点温度不同，热电阻感受的是区域的温度，为此，本发明针对性地提出了滞止罩的设计方法，其主要特点是大幅度地增大进气孔直径，出气孔采用数量多、尺度小的设计原则，使得内部换热更加均匀。同时，本发明针对性地设计了热电阻丝的缠绕方式，如图4所示，在进气孔附近加密缠绕热电阻丝，以增大换热量。
虽然描述了优选实施例，但是可对实施例进行各种改动或者替换，而不偏离本发明的精神和范围。因此，可以理解本发明是以示例性方式而不是限制性方式进行描述。

Claims (1)

1.一种基于热电阻的直杆式总温探针头部，其特征在于，包括滞止罩(1)、热电阻(2)；热电阻(2)为感温元件；滞止罩(1)上端面为圆形；滞止罩(1)内腔高度为热电阻(2)高度的1.2倍以上；滞止罩(1)进气孔(11)直径大于热电阻(2)高度的2/3；滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部存在倒角(13)；滞止罩(1)所有出气孔(12)面积小于进气孔(11)面积1/2；热电阻(2)中心线与滞止罩(1)进气孔(11)中心线垂直；
所述的热电阻(2)丝(5)在进气孔(11)附近局部加密；
所述的滞止罩(1)进气孔(11)位于迎风侧，滞止罩(1)进气孔(11)直径为滞止罩(1)外壁横截面直径的1/2至3/4；
所述的滞止罩(1)出气孔(12)位于背风侧，滞止罩(1)出气孔(12)数量为1至5个，出气孔(12)直径为进气孔(11)直径的1/2至1/5；
所述的滞止罩(1)进气孔(11)在滞止罩(1)外壁面端部倒角(13)大于60°；
所述的热电阻(2)基座(4)可以为圆柱，也可以为平板，热电阻(2)中心线与滞止罩(1)中心线平行；
所述基于热电阻的直杆式总温探针头部进气孔直径大幅度增大，同时，针对性的设计了倒角，能够有效的拓宽气流不敏感角度范围，适用于气流角变化剧烈的测量环境；出气孔采用数量多、尺度小的设计原则，使得内部换热更加均匀；将测温精度更高的热电阻引入带滞止的总温探针的设计中，并针对性的提出了热电阻丝的绕线方式，有效地提高了测温精度。
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