CN114544136A - 一种嵌入式表面压力梯度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本申请属于压力测量技术领域，特别涉及一种嵌入式表面压力梯度测量装置。包括：测量通道（4），所述测量通道（4）内埋在设备外表面的内侧，所述测量通道（4）与所述设备外表面具有第一接触位置（1）以及第二接触位置（2），所述第一接触位置（1）设置有开口，使得外部气流与所述测量通道（4）内部连通，所述第二接触位置（2）设置有薄膜，所述薄膜的内侧设置有第一应变金属丝，外侧设置有第二应变金属丝；所述测量通道（4）在所述设备外表面相互垂直内埋两个。本申请可对设备外表面气流的压力梯度进行测量，获得外表面气流状态的压力梯度参数，获得更多的表面流动信息，可用于设备的控制及预警，增加其对气流的感受的维度。

Description

一种嵌入式表面压力梯度测量装置
技术领域
本申请属于压力测量技术领域，特别涉及一种嵌入式表面压力梯度测量装置。
背景技术
随着社会的发展对飞行器的需求越来越大，对飞行器本身的性能要求越来越高。嵌入式测量装置可与机身外表面平齐，减少表面凸出有利于减小阻力，故嵌入式装置是飞行器发展的必然。获取外表面不同状态下气体静压压力梯度，可供控制系统进行分析，为气动力辨识提供依据，增强飞行器、高速列车等对气体流动的感知能力。然而传统的空速管、测压探针等无法得到这些气流数据。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种嵌入式表面压力梯度测量装置，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种嵌入式表面压力梯度测量装置，包括：
测量通道，所述测量通道内埋在设备外表面的内侧，所述测量通道与所述设备外表面具有第一接触位置以及第二接触位置，所述第一接触位置设置有开口，使得外部气流与所述测量通道内部连通，所述第二接触位置设置有薄膜，所述薄膜的内侧设置有第一应变金属丝，外侧设置有第二应变金属丝；
所述测量通道在所述设备外表面相互垂直内埋两个。
在本申请的至少一个实施例中，所述设备为飞行器或高速列车。
在本申请的至少一个实施例中，所述第一接触位置与所述第二接触位置的连线与当地表面法线一致。
在本申请的至少一个实施例中，所述测量通道呈半环形。
在本申请的至少一个实施例中，所述测量通道呈半椭圆形。
在本申请的至少一个实施例中，所述薄膜的厚度为0.2mm及以上。
在本申请的至少一个实施例中，所述薄膜的材料为树脂玻璃纤维、碳纤维复合材料、塑料中的一种。
在本申请的至少一个实施例中，所述设备外表面上具有测量位置，所述测量位置靠近所述嵌入式表面压力梯度测量装置，且所述测量位置设置有第三应变金属丝。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，可对设备外表面气流的压力梯度进行测量，获得外表面气流状态的压力梯度参数，获得更多的表面流动信息，可用于设备的控制及预警，增加其对气流的感受的维度。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的嵌入式表面压力梯度测量装置示意图；
图2是本申请一个实施方式的嵌入式表面压力梯度测量装置布置示意图。
其中：
1-第一接触位置；2-第二接触位置；3-测量位置；4-测量通道。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图2对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种嵌入式表面压力梯度测量装置，包括：测量通道4。
具体的，如图1所示，测量通道4内埋在设备外表面的内侧，测量通道4与设备外表面具有第一接触位置1以及第二接触位置2，第一接触位置1设置有开口，使得外部气流与测量通道4内部连通，第二接触位置2设置有薄膜，薄膜的内侧设置有第一应变金属丝，外侧设置有第二应变金属丝。
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，测量通道4在设备外表面相互垂直内埋两个，通过测量两个接近位置的静压差从而获得这两个位置的压力差，在相互垂直的方向上布置两组压差获取结构，即应变金属丝，便可以获得此局部区域的压力梯度及梯度方向。
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，设备可以是飞行器或高速列车等。
在本申请的优选实施例中，测量通道4的第一接触位置1与第二接触位置2的连线与当地表面法线一致。本实施例中，测量通道4呈半环形，但不限于半环形，还可以是其他适当的形状，测量通道4需要保持切线连续即可，例如半椭圆形。
在本申请的优选实施例中，薄膜的厚度为0.2mm及以上，材料可以选择树脂玻璃纤维、碳纤维复合材料、塑料等。
可以理解的是，本实施例中，在设备外表面上还具有测量位置3，测量位置3靠近嵌入式表面压力梯度测量装置，即测量位置3靠近第一接触位置1或第二接触位置2，且在测量位置3设置有第三应变金属丝，第三应变金属丝用于感知嵌入式表面压力梯度测量装置附近的设备外表面温度。
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，设备外表面上方为气流流动区域，即需感知气压梯度区域。感知压力差的位置为第一接触位置1和第二接触位置2，其中，第一接触位置1与气流连通，第二接触位置2处为一个感受器，一个应变感受器，即在此处设置一个稍厚一些的薄膜，在薄膜两侧布置应变金属丝，两侧布置应变金属丝可以获得此处内侧和外侧的应变差，即可获得内侧和外侧压力哪个位置大，若内侧应变大于外侧应变，则说明此处薄膜向内凹，第二接触位置2处压力大于第一接触位置1处，若内侧应变小于外侧，则说明此处薄膜向外凸出，则第一接触位置1处压力大于第二接触位置2处。压力差大小则通过2处的应变量获得，应变量越大则压差越大，压差与应变的对应关系可通过地面校准获得，即通过设备给定压力差获得应变量，从而得到应变与压力差的关系。同时，在测量位置3布置相同的应变金属丝，用以感应设备外表面的温度。
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，如图2所示，测量表面压力梯度时，在表面设置两个相互垂直的压力差获取结构。本实施例中，每个半环形的测量通道4的两个接触位置的距离均为d，坐标方向如图中所示。X方向压力差为ΔPX（即X方向半环形测量通道4的两个接触位置之间的压力差），Y方向压力差为ΔPY（即Y方向半环形测量通道4的两个接触位置之间的压力差），利用感压位置的凹凸形变可知四个接触位置的压力哪个大。先假设X方向半环形测量通道4的右侧接触位置处压力大于左侧接触位置处ΔPX为正，Y方向半环形测量通道4的上侧接触位置处压力大于下侧接触位置处ΔPY为正，则压力梯度为（ΔPX/d，ΔPY/d）。
本申请的嵌入式表面压力梯度测量装置，能够实现对设备外表面气流的压力梯度进行测量，获得外表面气流状态的压力梯度参数，为气动力辨识提供依据。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，包括：
测量通道（4），所述测量通道（4）内埋在设备外表面的内侧，所述测量通道（4）与所述设备外表面具有第一接触位置（1）以及第二接触位置（2），所述第一接触位置（1）设置有开口，使得外部气流与所述测量通道（4）内部连通，所述第二接触位置（2）设置有薄膜，所述薄膜的内侧设置有第一应变金属丝，外侧设置有第二应变金属丝；
所述测量通道（4）在所述设备外表面相互垂直内埋两个。
2.根据权利要求1所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述设备为飞行器或高速列车。
3.根据权利要求1所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述第一接触位置（1）与所述第二接触位置（2）的连线与当地表面法线一致。
4.根据权利要求3所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述测量通道（4）呈半环形。
5.根据权利要求3所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述测量通道（4）呈半椭圆形。
6.根据权利要求1所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述薄膜的厚度为0.2mm及以上。
7.根据权利要求6所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述薄膜的材料为树脂玻璃纤维、碳纤维复合材料、塑料中的一种。
8.根据权利要求1所述的嵌入式表面压力梯度测量装置，其特征在于，所述设备外表面上具有测量位置（3），所述测量位置（3）靠近所述嵌入式表面压力梯度测量装置，且所述测量位置（3）设置有第三应变金属丝。
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