CN208567972U - 单进气口大气数据多功能探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单进气口大气数据多功能探头。本实用新型的一种单进气口大气数据多功能探头包括探头主体，探头主体具有圆筒状侧壁、被圆筒状侧壁围绕的进气口和相互隔离的至少两个导气内腔，导气内腔各自独立地连通至进气口，圆筒状侧壁开设有若干组静压孔，探头主体的内部还具有若干根静压导气管，各组静压孔分别连通对应的静压导气管。本实用新型的单进气口大气数据多功能探头，整体采用单进气口，利用内部隔离分腔设计，提高了探头的集成度，可以测量总压、静压、静压差和总温，进而提供包括空速、高度、攻角、总温、静温、真空速和马赫数等在内的大气数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞机的大气参数测量，尤其涉及一种单进气口大气数据多功能探头。
背景技术
空速管属于飞机大气数据系统所属设备，主要用于测量大气总压。在此基础上，部分空速管进一步集成了静压孔甚至是总温传感器，可以测量大气静压和大气总温。
目前常用的大气数据多功能探头包括以下两种：
1)固定式多功能探头，能够测量大气总压、静压和总温；
2)叶片式多功能探头，能够测量大气总压、静压、总温和攻角。
第一种探头的缺点在于，其不能提供攻角测量，而且包含至少两个进气口，集成度不高。第二种探头的缺点在于，攻角测量采用叶片结构实现，因而致使装置整体体积偏大，并且也包含至少两个进气口，集成度不高。
因此，亟需一种集成度更高的大气数据多功能探头。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有大气数据多功能探头包含多个进气口，因而集成度不高的缺陷，提出一种单进气口大气数据多功能探头。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本实用新型提供了一种单进气口大气数据多功能探头，其特点在于，其包括探头主体，所述探头主体具有圆筒状侧壁、被所述圆筒状侧壁围绕的一个进气口和相互隔离的至少两个导气内腔，所述导气内腔各自独立地连通至所述进气口；
所述圆筒状侧壁开设有若干组静压孔，所述探头主体的内部还具有若干根静压导气管，各组静压孔分别连通对应的静压导气管。
较佳地，所述导气内腔包括一个总温分腔和一个总压分腔，所述总温分腔中布置有温度传感装置，所述探头主体还包括总压导气管及总压强传感装置，所述总压导气管的两个开口分别连接至所述总压分腔及所述总压强传感装置。
较佳地，所述多功能探头还包括静压压差传感装置，所述静压压差传感装置包括第一压敏元件、第二压敏元件以及静压压差计算单元；
所述静压孔中的一组为对称地布置于所述圆筒状侧壁的上下表面的第一静压孔和第二静压孔，第一静压孔和第二静压孔分别经由第一静压导气管和第二静压导气管连接至第一压敏元件和第二压敏元件，第一压敏元件和第二压敏元件用于将检测得到的静压分别传递至所述静压压差计算单元，所述静压压差计算单元用于计算二者检测得到的静压之差。
较佳地，第一压敏元件和第二压敏元件为第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述静压压差计算单元包括电桥电路，所述电桥电路中一侧的两个桥臂分别串联有第一压敏电阻和第二压敏电阻。
较佳地，所述探头主体的所述圆筒状侧壁具有等直段和锥形段，所述锥形段的底部较顶部远离所述进气口。
较佳地，所述多功能探头包括以双线无感绕法布置于所述圆筒状侧壁内的加温电阻丝。
较佳地，所述多功能探头还包括探头连接部及探头底座，所述探头主体经由所述探头连接部连接至所述探头底座，所述总压导气管、第一静压导气管和第二静压导气管分别延伸穿过所述探头连接部的内腔并连接至布置于所述探头底座中的所述总压强传感装置、第一压敏元件和第二压敏元件。
较佳地，所述探头连接部与所述探头主体间具有第一夹角，所述总压导气管、第一静压导气管和第二静压导气管分别具有转角，所述转角等于第一夹角。
较佳地，第一夹角为钝角。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于：
本实用新型的单进气口大气数据多功能探头，整体采用单进气口，利用内部隔离分腔设计，提高了探头的集成度，可以测量总压、静压、静压差和总温，进而提供包括空速、高度、攻角、总温、静温、真空速和马赫数等在内的大气数据。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的单进气口大气数据多功能探头的外形示意图。
图2为本实用新型一较佳实施例的单进气口大气数据多功能探头的总温、总压测量部分的示意性剖视图。
图3为本实用新型一较佳实施例的单进气口大气数据多功能探头的静压测量部分的示意性剖视图。
图4为本实用新型一较佳实施例的单进气口大气数据多功能探头的进气口的示意性截面图。
附图标记说明
10：单进气口大气数据多功能探头
1：探头主体 2：探头连接部
3：探头底座 4：电连接器
11：进气口 12：分腔隔离结构
13：总压分腔 14：总温分腔
131：总压导气管 15：圆筒状侧壁
151：第一锥形段 152：第一等直段
153：第二锥形段 154：第二等直段
16：加温电阻丝 171：第一静压导气管
172：第二静压导气管 173：第三静压导气管
181：第一静压孔 182：第二静压孔
183：第三静压孔 19：加温电阻丝布置区域
5：温度传感装置 6：排气口
具体实施方式
下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都落入本实用新型的保护范围之中。
在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本实用新型的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。
本实用新型的多功能探头采用单进气口加内部隔离分腔、即“单口复用”的设计，使单个进气口分别为不同的大气数据测量器件诸如温度传感器和气压检测装置等提供气源。同时，多功能探头还布置有静压管道，可供进行静压数据的测量。因此，这种单进气口构造的多功能探头可配合大气数据测量器件及对测量结果的运算，从而得到包括进气口总气压、总温、静压、静温、空速、真空速、攻角在内的多种飞行大气数据。
参考图1-2所示，根据本实用新型的较佳实施方式的单进气口大气数据多功能探头10，包括探头主体1，探头主体1具有圆筒状侧壁15以及被圆筒状侧壁15围绕的单个进气口11，探头主体1内部还具有相互隔离的至少两个导气内腔，导气内腔各自独立地连通至进气口11。其中，导气内腔可以由分腔隔离结构12分割探头主体1的整体内腔而形成。参考图3所示，圆筒状侧壁15开设有若干组静压孔(参见图3中附图标记181、182、183)，探头主体1的内部还具有若干根静压导气管(参见图3中附图标记171、172、173)，各组静压孔分别连通对应的静压导气管。
根据本实用新型的一些优选实施方式，参考图1-2所示，多功能探头还包括探头连接部2及探头底座3，探头主体1经由探头连接部2连接至探头底座3。探头连接部2与探头主体1间具有为钝角的第一夹角。这种构造可便于利用探头底座3在飞机上的相应结构处安装这种多功能探头。
在如图2-4所示的这一优选实施方式中，导气内腔的个数为两个，而静压导气管的数量为三根，即但应当理解的是，根据实际布置的传感装置的不同或者是出于测量多组数据以便取均值减小测量误差的考虑等目的，导气内腔和静压导气管及静压孔的数量均可采取与图示实施方式不同的配置。
参考图2所示，根据本实用新型的一些优选实施方式，探头主体1内部的两个导气内腔分别为总温分腔14和总压分腔13，总温分腔14中布置有温度传感装置5，探头主体1还包括总压导气管131及总压强传感装置，总压导气管131的一侧开口连通至总压分腔13中、另一侧开口连接至布置于探头底座3中的总压强传感装置。其中，温度传感装置5可布置于总温分腔14处于探头连接部2的部分中，而处于探头连接部2中的总温分腔14设有排气口6，以使得总温分腔14中的气流自进气口11流入并流经温度传感装置5后，经排气口6流回外界大气。其中，温度传感装置5可选用高精度铂电阻。
根据本实用新型的一些优选实施方式，多功能探头还包括静压压差传感装置，静压压差传感装置包括第一压敏元件、第二压敏元件以及静压压差计算单元。参考图3所示，静压孔中的一组为对称地布置于圆筒状侧壁15的上下表面的第一静压孔181和第二静压孔182，第一静压孔181和第二静压孔182分别经由第一静压导气管171和第二静压导气管172连接至第一压敏元件和第二压敏元件，其中第一压敏元件和第二压敏元件可布置于探头底座3中。第一压敏元件和第二压敏元件用于将检测得到的静压分别传递至静压压差计算单元，静压压差计算单元用于计算二者检测得到的静压之差。利用自第一静压孔181和第二静压孔182测得的静压之差，即可计算得出飞机当前飞行的攻角。应理解的是，图2仅示意性地绘出静压导气管，但关于静压导气管与静压孔的连接及布置，请参见图3所示。
进一步优选地，第一压敏元件和第二压敏元件为第一压敏电阻和第二压敏电阻，静压压差计算单元包括电桥电路，电桥电路中一侧的两个桥臂分别串联有第一压敏电阻和第二压敏电阻，通过这一电桥电路产生表征自第一静压孔181和第二静压孔182测得的静压之差的电信号。
可选地，静压孔还可包括对称地布置于圆筒状侧壁15的上下表面的一对第三静压孔183，该对第三静压孔183共同连通至第三静压导气管173，并经由第三静压导气管173连接至静压测量元件，从而测得静压数值。而由静压数值可进一步计算得出当前的飞行高度。该静压测量元件也可布置于探头底座3中。可替代地，也可不设置该对第三静压孔183，而仍然利用第一静压导气管171和第二静压导气管172中的气源实现对于静压数值以及当前飞行高度的计算。
参考图4所示，根据本发明的上述优选实施方式的多功能探头，进气口11具有圆形截面，在其中，第一静压导气管171、第二静压导气管172和第三静压导气管173分别具有圆形截面，而总温分腔14和总压分腔13各自具有椭圆形截面。
参考图1-2所示，根据本实用新型的一些优选实施方式，探头连接部2与探头主体1间具有第一夹角，总压导气管131、第一静压导气管171、第二静压导气管172、第三静压导气管173分别具有相同的转角，该转角等于第一夹角，该第一夹角为钝角。在如图所示的实施例中，该第一夹角略大于90°。大体上，上述导气管的转角处处于探头连接部2与探头主体1的连接处。
参考图2所示，根据本实用新型的一些优选实施方式，总压导气管131、第一静压导气管171、第二静压导气管172、第三静压导气管173分别延伸穿过探头连接部2的内腔并连接至布置于探头底座3中的总压强传感装置、第一压敏元件、第二压敏元件及静压测量元件。
参考图2-3所示，探头主体1的圆筒状侧壁15具有等直段(参见图2-3中附图标记152和154)和锥形段(参见图2-3中附图标记151和153)，锥形段的底部较顶部远离进气口11。锥形段的布置以便于将探头主体1整体设计成具有相对小的探头进气口11以及相对较大的内部空腔。例如，参考图2-3所示的实施例中，探头主体1的圆筒状侧壁15自进气口11处起依次可大致分为第一锥形段151、第一等直段152、第二锥形段153、第二等直段154，其中，第一静压孔181和第二静压孔182可布置于圆筒状侧壁15的第二锥形段153，第三静压孔183可布置于圆筒状侧壁15的第一等直段152。
参考图2-4所示，根据本实用新型的一些优选实施方式，多功能探头包括以双线无感绕法布置于圆筒状侧壁15内的加温电阻丝16，加温电阻丝16围绕进气口11和导气内腔。以双线无感绕法布置的加温电阻丝16可起到电加热防冰除冰的作用，同时双线的电感相互抵消。加温电阻丝16可布置于圆筒状侧壁15内的加温电阻丝16布置区域19。
根据本实用新型的一些优选实施方式，探头底座3底部连接有电连接器，电连接器4可为加温电阻丝16提供电源输入，并提供各种传感装置的信号输出，诸如表征总压、静压、静压差、总温的信号输出。
采用如上所述的根据本实用新型的多功能探头，可利用对于进气口气流的检测以及对于静压孔处的气压测量得到的数据，进一步计算得出包括飞行高度、空速、真空速、攻角在内的多种飞行大气数据。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种单进气口大气数据多功能探头，其特征在于，其包括探头主体(1)，所述探头主体(1)具有圆筒状侧壁(15)、被所述圆筒状侧壁(15)围绕的一个进气口(11)和相互隔离的至少两个导气内腔，所述导气内腔各自独立地连通至所述进气口(11)；
所述圆筒状侧壁(15)开设有若干组静压孔，所述探头主体(1)的内部还具有若干根静压导气管，各组静压孔分别连通对应的静压导气管。
2.如权利要求1所述的多功能探头，其特征在于，所述导气内腔包括一个总温分腔(14)和一个总压分腔(13)，所述总温分腔(14)中布置有温度传感装置(5)，所述探头主体(1)还包括总压导气管(131)及总压强传感装置，所述总压导气管(131)的两个开口分别连接至所述总压分腔(13)及所述总压强传感装置。
3.如权利要求2所述的多功能探头，其特征在于，所述多功能探头还包括静压压差传感装置，所述静压压差传感装置包括第一压敏元件、第二压敏元件以及静压压差计算单元；
所述静压孔中的一组为对称地布置于所述圆筒状侧壁(15)的上下表面的第一静压孔(181)和第二静压孔(182)，第一静压孔(181)和第二静压孔(182)分别经由第一静压导气管(171)和第二静压导气管(172)连接至第一压敏元件和第二压敏元件，第一压敏元件和第二压敏元件用于将检测得到的静压分别传递至所述静压压差计算单元，所述静压压差计算单元用于计算二者检测得到的静压之差。
4.如权利要求3所述的多功能探头，其特征在于，第一压敏元件和第二压敏元件为第一压敏电阻和第二压敏电阻，所述静压压差计算单元包括电桥电路，所述电桥电路中一侧的两个桥臂分别串联有第一压敏电阻和第二压敏电阻。
5.如权利要求1所述的多功能探头，其特征在于，所述探头主体(1)的所述圆筒状侧壁(15)具有等直段和锥形段，所述锥形段的底部较顶部远离所述进气口(11)。
6.如权利要求1所述的多功能探头，其特征在于，所述多功能探头包括以双线无感绕法布置于所述圆筒状侧壁(15)内的加温电阻丝(16)。
7.如权利要求3所述的多功能探头，其特征在于，所述多功能探头还包括探头连接部(2)及探头底座(3)，所述探头主体(1)经由所述探头连接部(2)连接至所述探头底座(3)，所述总压导气管(131)、第一静压导气管(171)和第二静压导气管(172)分别延伸穿过所述探头连接部(2)的内腔并连接至布置于所述探头底座(3)中的所述总压强传感装置、第一压敏元件和第二压敏元件。
8.如权利要求7所述的多功能探头，其特征在于，所述探头连接部(2)与所述探头主体(1)间具有第一夹角，所述总压导气管(131)、第一静压导气管(171)和第二静压导气管(172)分别具有转角，所述转角等于第一夹角。
9.如权利要求8所述的多功能探头，其特征在于，第一夹角为钝角。
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