CN207730321U - 高温声压检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于噪声测量领域，涉及一种高温声压检测装置。所述高温声压检测装置包括声波导管及半无限长管、高频声压传感器、液氮冷却控制调节系统、数据采集系统。其中，高温声压检测装置设置在待测燃气装置外壳上，高频动态压力传感器安装在动态测量管道上，然后与数据采集系统连接，液氮冷却控制调节系统安装在测量管道上，该高温燃气动态压力检测响应不低于50kHz。本实用新型通过控制液氮吹洗降温，杜绝由于水汽冷凝导致测量压力不准确的情况，在声压传感器和测量管道安装复合材料，防止热气流损坏声压传感器。通过高温声压检测装置，可获得高温燃气的噪声分布情况，掌握其发展的规律，为设计提供数据支持。
Description
技术领域
本实用新型属于噪声测量领域，涉及一种高温声压检测装置。
背景技术
燃烧室是航空发动机的重要部件之一，燃烧室发生的物理和化学过程存在各种耦合和相互作用，由于燃烧室在很短的时间内发生贫、富油工作状态的交替过程，出现高功率和低功率工作状态的反复变化，增加燃烧稳定性、燃烧室内流动、放热、出口温度场的变化等复杂问题。为了提高燃烧稳定性，有必要分析燃烧的不稳定性，而其中声耦合效应是导致燃烧不稳定的重要方面。用理论分析的方法研究声耦合，无法获取真正的数学物理模型，而数理模型最终来自试验数据。只有通过试验，详细测量燃烧室的声场，才能真正认识燃烧不稳定中的声耦合，找到造成声耦合、声疲劳及噪声的主要原因，才能采取相应的有效措施，提高燃烧室的稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供了一种高温声压检测装置，测量精度高，频率响应快。
本实用新型的技术方案是：一种高温声压检测装置，包括声压传感器、声波导管、半无限长管、氮气冷却控制调节系统、数据采集系统，其中，声波导管孔设置在待测热端部件外壳上，液氮冷却控制调节系统安装在声波导管上，用于对声导管进行冷却，声波导管后与半无限长管连接，声压传感器竖直安装在传感器座体内，与数据采集系统连接。
该声波导管的孔径为4mm,声导管长度为10cm，频率响应达到50kHz。
所述普通温度声压传感器中间用碳化硅隔热并安装在传感器座体内，用来保护传感器基片，声导管采用液氮进行冷却。
本实用新型的有益效果是：本实用高温声压检测装置的测量温度高达 1600℃，测量声压精度优于0.5％，数采系统采样率高达200kHz；该装置能为高温燃烧室的不稳定测量提供一种全新的测试技术，能为燃烧室的不稳定设计、声疲劳设计提供强有力精确数据。同时，该技术在其他一些特殊的高温噪声检测领域也具有重要推广应用价值和参考意义。
不仅能测量燃烧室的声压、声功率等，通过分布式多点连续测量，能获得燃烧室的声模态，进行燃烧室的声源识别测量，掌握燃烧噪声的分布特点，为设计提供数据支持。
附图说明
图1本实用新型高温声压检测装置结构框图。
图2声波导管与声压安装座设计示意图。
图3分布式声压测量示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型进行详细说明。
图1是实用新型高温声压检测装置结构框图。包括声压传感器及其安装座、声波导管、半无限长管、氮气冷却控制调节系统、数据采集系统，首先，在燃烧室和加力燃烧室的外壳上设计直径4mm的声压安装孔，利用声模态的计算结果要求设计，安装孔采用锥形设计，安装时保证机匣密封效果；然后将声导管和设计孔安装连接，声波导管后与半无限长管连接，以消除驻波；液氮冷却控制调节系统安装在声波导管上，利用控制系统来调节液氮的流速，以达到明显降温的效果；声压传感器竖直安装在传感器座体内，中间采用碳化硅进行隔热留空，用来保护声压传感器基片，与数据采集系统连接；数据采集系统对声压信号进行高速采集，可以通过数据处理声压级。
各部分功能与技术指标如下：
声波导管及声压安装座设计结构。
声波导管结构形式经声导管理论计算设计，满足高频压力传输要求，经过试验校准和理论计算，频率响应高达50kHz。其中，直径d为4mm；l＝10cm。声压传感器竖直安装在传感器座体内，安装座孔径7mm,在中间采用碳化硅进行隔热留空，空径为4mm,用来保护声压传感器基片，
液氮冷却控制系统
液氮冷却控制调节系统安装在声波导管上，利用控制系统来调节液氮的流速，以达到明显降温的效果。
数据采集系统
数据采集系统用于噪声测试系统，可进行自我校准，误差小于0.2％。根据燃烧室噪声测试的需求，数据采集系统的单通道采样率不低于200KHz，通道数不少于32通道。
高温声压测量的原理是利用声波导管的技术和液氮冷却的技术，通过增加声导管尺寸，获取了燃烧室的噪声信息，能精确获取燃烧室的噪声的特征，为燃烧室噪声分布特征和声疲劳设计提供依据。
另外，该装置还可以实现分布式测量，如图3所示。将多个高温声压检测装置安装在燃烧室和涡轮机匣外壳上，可以沿轴向和周向布置，对涡轮和燃烧室的声模态进行测试，对其噪声源进行识别。
Claims (3)
1.一种高温声压检测装置，其特征在于：包括声压传感器、声波导管、半无限长管、氮气冷却控制调节系统、数据采集系统，其中，声波导管孔设置在待测热端部件外壳上，液氮冷却控制调节系统安装在声波导管上，用于对声导管进行冷却，声波导管后与半无限长管连接，声压传感器竖直安装在传感器座体内，其间采用复合材料隔热以保护声压传感器基片，声压传感器与数据采集系统连接，该检测装置的频率响应不低于50kHz。
2.根据权利要求1所述的高温声压检测装置，其特征在于：该声波导管的孔径为4mm,声导管长度为10cm，频率响应达到50kHz。
3.根据权利要求1所述的高温声压检测装置，其特征在于：采用碳化硅开孔隔热保护传感器基片。
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| CN (1) | CN207730321U (zh) |
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|---|---|---|---|---|
| CN110823145A (zh) * | 2018-08-13 | 2020-02-21 | 三星显示有限公司 | 用于测量厚度的设备和用于测量厚度的方法 |
| CN111562082A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-08-21 | 北京中科宇航技术有限公司 | 一种高温环境下非稳态脉动压力测试系统 |
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2017
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