CN109633198B - 一种宽温域高精度空速膜盒 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机载敏感元件技术，具体涉及一种宽温域高精度空速膜盒。本发明宽温域高精度空速膜盒包括接管嘴(11)、导管(12)、上中心杆(13)、上膜片(14)、垫片(15)、下膜片(16)、中心片(17)、下中心杆(18)。其中，所述上中心杆(13)与上膜片(14)焊接连接，所述中心片(17)中心有通孔，其与下膜片(16)下表面焊接连接，下中心杆(18)与中心片(17)下表面焊接连接，接管嘴(11)通过导管(12)与下中心杆(18)侧面焊接连通。相对于现有技术，本发明有效提高空速膜盒的可靠性、稳定性和精度，空速膜盒的迟滞率范围由0.3％～0.46％改善为0.09％～0.23％，空速表在常温、高温、低温环境条件下的最大误差从15km/h降到3km/h。

Description

一种宽温域高精度空速膜盒
技术领域
本发明属于机载敏感元件技术，具体涉及一种宽温域高精度空速膜盒。
背景技术
指示空速是根据空速与动压的关系，利用空速膜盒测量动压来表示空速的，飞机上安装一个空速管，用以感受飞机在飞行时气流产生的动压和大气的静压，分别用导管12与空速表的全压和静压管接头相连，空速表内有一个空速膜盒，其内腔通全压，表壳通静压。
请参阅图1，空速膜盒作为敏感元件，在全压和静压的压差作用下，膜盒2通过全压接嘴1感受气压产生位移，位移通过连杆3，使摇臂4旋转，摇臂的转动，通过联轴杆5使轴6旋转，轴通过扇形齿轮7带动小齿轮8转动，小齿轮带动的指针9在刻度盘10上指示出空速值。
目前0～350km/h量程的空速表，膜盒迟滞率为0.30％～0.46％。空速表的高低温最大允许误差为±10km/h，实际最大误差达15km/h，合格率低。
空速膜盒中上下膜片材料为恒弹合金3J53，与上下膜片焊接的上下中心杆材料为铅黄铜HPb59-1，且下中心杆为整体结构，直接与下膜片钎焊。因锡铅钎料的线膨胀系数与上下膜片恒弹合金3J53相比差异明显，导致空速表在60℃高温、-45℃低温下性能产生漂移，仪表指针指示不回零，且多个空速点指示误差超差(12km/h～15km/h)，不满足要求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种稳定性佳、可靠性好的宽温域高精度空速膜盒。
本发明的技术方案是：一种宽温域高精度空速膜盒，其包括接管嘴11、导管12、上中心杆13、上膜片14、垫片15、下膜片16、中心片17、下中心杆18，其中，所述上中心杆13与上膜片14焊接连接，所述中心片17中心有通孔，其与下膜片16下表面焊接连接，下中心杆18与中心片17下表面焊接连接，接管嘴11通过导管12与下中心杆18侧面焊接连通，且上下膜片之间焊接为一中空密封体。
所述下膜片16上方设置有垫片15。
所述下膜片16与垫片15、中心片17之间通过凸焊连接。
所述上膜片14与上中心杆13之间为点焊连接。
所述上膜片14、下膜片16边缘通过电子束焊接连接为一体，把垫片15内封在二者之间。
所述中心片17与下中心杆18之间为钎焊连接。
本发明的技术效果是：本发明宽温域高精度空速膜盒不同材料的铅黄铜中心杆与恒弹合金膜片通过点焊连接，膜片与膜片之间通过电子束焊连接，避免了因两种金属材料与锡铅钎料的热膨胀系数不同，而造成空速表高低温的误差超差；与传统空速膜盒的焊接结构对比，新焊接结构的空速膜盒具有宽温域、高精度、低迟滞、高低温性能一致性好、表面质量好的优点，并且提高了空速表在振动、高低温等工况下的稳定性和可靠性；常温下空速膜盒的迟滞率范围由0.3％～0.46％改善为0.09％～0.23％，空速表在常温、高温、低温环境条件下的最大误差从15km/h降到3km/h，效果显著。
另外，工序操作可以量化控制，减掉了手工烙铁锡焊操作工序，避免了焊药清洗不净、残留腐蚀的风险，产品加工的一致性好，受人员技能的干扰因素小，生产效率高，产品性能重复性、一致性好，相对于现有技术具有较大的实际应用价值。
附图说明
图1是空速膜盒工作装配关系示意图；
图2是本发明宽温域高精度空速膜盒的结构示意图；
图3是本发明宽温域高精度空速膜盒的局部结构示意图；
其中，11-接管嘴、12-导管、13-上中心杆、14-上膜片、15-垫片、16-下膜片、17-中心片、18-下中心杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
请参阅图2，本发明宽温域高精度空速膜盒包括接管嘴11、导管12上中心杆13、上膜片14、垫片15、下膜片16、中心片17、下中心杆18。本实施例中，上下膜片16及中心片17的材料为恒弹合金3J53，上下中心杆18的材料为铅黄铜HPb59-1。其中，所述上中心杆13与上膜片14上表面通过点焊连接，由于上中心杆13与上膜片14材料线膨胀系数较为接近，因此二者通过点焊连接，可以有效减少迟滞率，提高膜盒精度。
所述中心片17厚度为1mm～2mm，中心有通孔，其上表面与下膜片16下表面凸焊连接，下表面与下中心杆18钎焊连接，并与中心杆通孔连通，以方便焊接作业，同时相对于钎焊连接，可以有效减少迟滞率，提高膜盒精度。
另外，所述下中心杆18侧面导管12银焊连通，导管12与接管嘴11连通，从而可以使得膜盒感受外部气压。
另外，所述上膜片14、下膜片16边缘通过电子束焊接连接为一体，把垫片15内封在二者之间，形成一中空密封体，用于感受外部气压。所述垫片15能够增加下膜片16厚度，提高焊接气密性和可靠性，从而能够有效提高膜盒精度。
本发明宽温域高精度空速膜盒工作时，空速膜盒的上下膜片形成的内腔通过接管嘴11、导管12将全压气流引入膜盒内部，同时空速膜盒与空速表的壳体密封感受大气的静压，工作时空速膜盒感受飞机在飞行时气流产生的全压和大气的静压的压差，轴向输出位移，推动曲柄连杆机构并转动扇形齿轮轴，经齿轮放大机构放大，转动指针，指示出指示空速。
本发明通过中心片17和垫片15以及下中心杆18的结构改进和对上下膜片16以及上下中心杆18中心片17等焊接方式的改进，有效提高空速膜盒的可靠性、稳定性和精度，相对于现有技术，常温下空速膜盒的迟滞率范围由0.3％～0.46％改善为0.09％～0.23％，空速表在常温、高温、低温环境条件下的最大误差从15km/h降到3km/h，效果显著，满足要求。

Claims (2)

1.一种宽温域高精度空速膜盒，其特征在于，包括接管嘴(11)、导管(12)、上中心杆(13)、上膜片(14)、垫片(15)、下膜片(16)、中心片(17)、下中心杆(18)，其中，所述上中心杆(13)与上膜片(14)焊接连接，所述中心片(17)中心有通孔，其与下膜片(16)下表面焊接连接，下中心杆(18)与中心片(17)下表面焊接连接，接管嘴(11)通过导管(12)与下中心杆(18)侧面焊接连通，且上、下膜片之间焊接为一中空密封体；
所述下膜片(16)上方设置有垫片(15)；垫片(15)内封在所述上膜片(14)与所述下膜片(16)之间；
所述下膜片(16)与垫片(15)、中心片(17)之间通过凸焊连接；所述上膜片(14)与上中心杆(13)之间为点焊连接；所述中心片(17)与下中心杆(18)之间为钎焊连接；
垫片(15)中心有通孔；所述垫片(15)能够增加下膜片(16)厚度。
2.根据权利要求1所述的宽温域高精度空速膜盒，其特征在于，所述上膜片(14)、下膜片(16)边缘通过电子束焊接连接为一体。
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