CN203163928U - 一种液冷高温压力探针 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种液冷高温压力探针，包括探针头、探针杆、压力传感器；探针头与探针杆间螺纹固连；探针头内部采用内外两层结构，内层与外层间通过隔板分隔为左空腔与右空腔；其中，左空腔与右空腔间通过隔板上开设的通孔连通。在左空腔或右空腔内部设计有探测通道，探测通道两端分别与内层内侧、外层外侧连通；压力传感器设置于内层内侧空腔内，压力传感器的探测端设置于探测通道内，与外界连通；上述内层内侧空腔顶面通过密封材料密封。探针杆内部具有出水管；出水管的进水端截面与左空腔或右空腔顶面形状相同，与左空腔或右空腔顶面相连，并与左空腔或右空腔连通；探针杆侧壁上还开有进水孔。本实用新型的优点为：在探针头结构中设计了液态冷却系统，达到冷却的目的，既不影响探针的敏感度又能有效的达到冷却要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种压力探针，具体来说，是一种带有水冷系统的，可以测量高温环境流场的液冷高温压力探针。
背景技术
压力探针可以用于测量滞止压力，静压和测量流体的流动角。当设计一个压力探针用于流动测量时，堵塞的影响、频率响应、压力孔大小、几何结构、当地马赫数、雷诺数以及研究对象的相对规模等问题必须得到解决。一般情况下，探针头部和传感器的尺寸越小，准确度越好；但也同时意味着机械完整性受到影响，响应时间更长，在恶劣的环境下受到污染等一系列问题；且在可压缩流动中，堵塞的影响变得越来越严重。
由于当前的实验技术的局限性，在恶劣的流动条件下，现代燃气涡轮机的热端部件的压力测量，对于测试人员仍是一个挑战。目前几乎没有任何准确和可靠的技术可以测量超过1300K环境下的时间分辨的气路总压力。为了保证流动参数快速变化的动态测量，需要记录一系列连续的压力数据，这时探针头部势必将持续浸入到高温燃气中。
目前国内对于高温环境下的探针应用较少。在燃气轮机或航空发动机燃烧室或者涡轮叶片等高温热端部件，过去主要使用两种不同的途径来测量动态压力：嵌入式壁面压力传感器；浸入式设备。近些年来一些壁面压力传感器已可以耐受较高温度，但是它的的整体尺寸仍然不适合在实际测试环境中使用。至于浸入式设备，目前牛津大学提出了一种新的快速浸入技术，非制冷探测器安装到快速的喷射机构和外部的空气冷却系统。然而，这种巧妙的方法的缺点是注入时间过短，难以获得连续的压力数据值。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种测量高温环境下流场的压力探针，既不影响探针的分辨率和灵敏度，又能有效达到冷却目的。
本实用新型液冷高温压力探针，包括探针头、探针杆、压力传感器；所述探针头与探针杆间螺纹固连。探针头内部采用内外两层结构，内层与外层间通过设置的隔板分隔为左空腔与右空腔。其中，左空腔与右空腔间通过隔板上开设的通孔连通；在左空腔或右空腔内部设计有探测通道，探测通道两端分别与内层内侧、外层外侧连通。压力传感器设置于内层内侧空腔内，压力传感器的探测端设置于探测通道内，与外界连通。上述内层内侧空腔顶面通过密封材料密封。
所述探针杆内部具有出水管，出水管的进水端截面与左空腔或右空腔顶面形状相同，与左空腔或右空腔顶面相连，并与左空腔或右空腔连通；探针杆侧壁上还开有进水孔。
本实用新型的优点在于：
1、本实用新型液冷高温压力探针在探针头结构中设计了液态冷却系统，达到对压力传感器和探针头内部进行冷却的目的，既不影响探针的敏感度又能有效的达到冷却要求；
2、本实用新型液冷高温压力探针结构简单，操作方便，生产成本低。
附图说明
图1为本实用新型剖视示意图；
图2为本实用新型A-A面截面图；
图3为本实用新型B-B面截面图；
图4为本实用新型C-C面截面图；
图5为本实用新型D-D面截面图；
图6为本实用新型E-E面截面图；
图7为本实用新型F-F面截面图。
图中：
1-探针头 2-探针杆 3-压力传感器 4-隔板
5-通孔 6-探测通道 7-密封材料 8-出水管
9-排水管 10-进水孔 101-内层 102-外层
103-左空腔 104-右空腔
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
本实用新型液冷高温压力探针，包括探针头1、探针杆2、压力传感器3；所述探针头1与探针杆2间螺纹固连。探针头1内部采用内外两层结构，内层101与外层102间通过竖直设置的U型隔板4分隔为左空腔103与右空腔104，且U型隔板4与探针头1的纵向中截面重合。其中，左空腔103作为进水腔，右空腔104作为出水腔，左空腔103与右空腔104间通过隔板4底部开设的通孔5连通。在左空腔103或右空腔104内部设计有探测通道6，探测通道6两端分别与内层101内侧、外层102外侧连通；所述内层101内侧空腔作为传感器安装腔；压力传感器3设置于传感器安装腔内，压力传感器3的探测端设置于探测通道6内，与外界连通。上述传感器安装腔顶面通过密封材料7（如：高温胶）密封。
所述探针杆2内部还具有与探针头为一体结构的出水管8；出水管8的进水端截面与左空腔102或右空腔103顶面形状相同，与左空腔102或右空腔103顶面相连；本发明出水管8与右空腔103连通光滑出水管的出水端截面为圆形，便于与排水管9连接。上述探针头1侧壁上还开有进水孔10。
通过上述结构，可由水泵通过进水孔10向探针杆2内部泵送冷却水，使冷却水进入到右空腔103内，并由隔板4上的通孔进入到右空腔103内，随后进入到出水管8中，最终由排水管9排出，整个过程中，冷却水流通过回流方式，连续地通过压力传感器3外表面，且不会进入到传感器安装腔内部由探测通道6泄漏，从而达到对压力传感器3和探针头1内部进行冷却的目的，既不影响探针精确度、分辨率、频响和重复性，又可以测得较高温度环境下的流场数据。
Claims (6)
1.一种液冷高温压力探针，包括探针头、探针杆、压力传感器；所述探针头与探针杆间螺纹固连；探针头内部设置有压力传感器；其特征在于：所述探针头内部采用内外两层结构，内层与外层间通过设置的隔板分隔为左空腔与右空腔；其中，左空腔与右空腔间通过隔板上开设的通孔连通；在左空腔或右空腔内部设计有探测通道，探测通道两端分别与内层内侧、外层外侧连通；压力传感器设置于内层内侧空腔内，压力传感器的探测端设置于探测通道内，与外界连通；上述内层内侧空腔顶面通过密封材料密封；
所述探针杆内部具有出水管；出水管的进水端截面与左空腔或右空腔顶面形状相同，与左空腔或右空腔顶面相连，并与左空腔或右空腔连通；探针杆侧壁上还开有进水孔。
2.如权利要求1所述一种液冷高温压力探针，其特征在于：所述隔板竖直设置，与探针头的纵向中截面重合。
3.如权利要求1所述一种液冷高温压力探针，其特征在于：所述通孔开设于隔板下方。
4.如权利要求1所述一种液冷高温压力探针，其特征在于：所述密封材料为高温胶。
5.如权利要求1所述一种液冷高温压力探针，其特征在于：所述出水管与探针头为一体结构。
6.如权利要求1所述一种液冷高温压力探针，其特征在于：所述出水管的出水端截面为圆形。
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