CN212378988U - 一种五孔探针安装支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种五孔探针安装支架，包括球型旋转机构、偏斜角刻度盘、偏斜角滑动标尺、俯仰角刻度盘和圆盘结构。其中，偏斜角滑动标尺连接在偏斜角刻度盘的外侧，并以球型旋转机构为中心，在偏斜角平面内绕偏斜角刻度盘滑动，俯仰角刻度盘连接在偏斜角滑动标尺的外侧，且可以随偏斜角滑动标尺一起移动；在俯仰平面内，俯仰角刻度盘可以绕五孔探针轴线旋，并指示俯仰角度。本实用新型主要是解决了探针在互相垂直的两个平面内的对向测量，特别是在偏斜角平面内探针的旋转问题，实现了探针在互相垂直的两个平面内的旋转，可用于五孔探针的对向测量。

Description

一种五孔探针安装支架

技术领域

本实用新型涉及探针气流测量技术，具体涉及一种新型五孔探针安装支架。

背景技术

在进行透平压缩机通流部分的空气动力学试验时，需要对气流速度和气流流动方向进行测试。通常采用的测量仪表是五孔测量探针。

现有五孔针测量时，是将探针安装在只能绕探针轴线旋转的专用支座上。测量时探针绕杆子轴线在俯仰平面内转动，当俯仰平面内的两测孔的压力相等时，由分度盘读出气流方向角的大小；而在垂直与俯仰平面的偏斜平面内则采用不对向测量，即根据压力孔的压力值与角度的关系生成校准曲线，然后通过计算获得气流方向角度的大小。

由于现在探针安装支座的局限，探针只能在一个平面内进行对向测量，另一个平面内的测试数据只能根据校正曲线来确定。存在的问题是：测量精度不够。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型五孔探针安装支架，解决探针只能在一个平面内进行对向测量的问题。

为此，本实用新型采用如下技术手段：

本实用新型提供一种五孔探针安装支架，包括球型旋转机构，还包括偏斜角刻度盘、偏斜角滑动标尺、俯仰角刻度盘和圆盘结构；

其中，所述球型旋转机构位于圆盘结构中心；

所述偏斜角刻度盘垂直于圆盘结构所在面，并与圆盘结构连接；

所述偏斜角滑动标尺连接在偏斜角刻度盘的外侧，并以球型旋转机构为中心，在偏斜角平面内绕偏斜角刻度盘滑动；

所述俯仰角刻度盘连接在偏斜角滑动标尺的外侧，在俯仰平面内绕五孔探针轴线旋转的同时随偏斜角滑动标尺滑动。

进一步，所述偏斜角刻度盘、偏斜角滑动标尺均为弧行结构，沿弧行结构的弧度方向加工有刻度。

优选的，偏斜角刻度盘与圆盘结构加工为一体结构。

进一步，所述俯仰角刻度盘为柱状结构，在远离偏斜角滑动标尺的一面上加工有角度刻度，俯仰角刻度盘的中心加工有通孔供五孔探针穿过。

优选的，所述圆盘结构上加工有两个连接通孔，用于将五孔探针安装支架连接在扩压器等的外壁上。

本实用新型还提出一种五孔探针，所述五孔探针连接在上述所述的五孔探针安装支架上，其依次穿过球型旋转机构的中心、偏斜角刻度盘、偏斜角滑动标尺以及俯仰角刻度盘的中心。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：

本实用新型主要是解决了探针在互相垂直的两个平面内的对向测量，特别是在偏斜角平面(最大旋转角度约为±30-35度，小于一般五孔探针的校准角度±45度，可以满足一般的测量需求)内探针的旋转问题，实现了探针在互相垂直的两个平面内的旋转，可用于五孔探针的对向测量。

附图说明

图1为安装支架示意图。

图2为安装支架结构总图。

图3为偏斜角滑动标尺示意图。

图4为俯仰角标尺结构示意图。

图5为旋转机构示意图。

图6为角度计算示意图。

其中：1为偏斜角刻度盘，2为偏斜角滑动标尺，3为俯仰角刻度盘，4 为球型旋转机构，5为圆盘结构，6为连接通孔，7为五孔探针。

以下结合附图以及实施例对本实用新型的方案进一步进行说明。

具体实施方式

为使本实用新型的方案更加清楚，需要说明的是，本实用新型所述偏斜角，定义为在水平面上，五孔探针中心孔2的中心线与气流方向的倾角。当五孔探针轴线与气流方向垂直时，偏斜角为零。同时，本实用新型所述俯仰角，是相对于前述的水平面而言，是垂直于该水平面的所在面内五孔探针的转动角度。

圆盘上加工有对称的两个连接通孔，是用于将安装支架与扩压器等的外壁连接的连接孔。

本实用新型的五孔探针穿过该球型旋转机构的中心并与球型旋转机构连接，其中五孔探针与球型旋转机构的连接，为现有结构，原理同汽车手动或自动挡变速杆的工作原理，通过切换拨叉来实现变速箱机械切换，用到本实用新型中，可以使得五孔探针自由的更换行程方向和行程值。

本实用新型中偏斜角刻度盘和偏斜角滑动标尺的连接，方法比较常规，例如在偏斜角刻度盘上顺着弧度方向加工卡槽，偏斜角滑动标尺上设置卡块，通过卡块在卡槽的移动，则可以实现偏斜角滑动标尺沿偏斜角刻度盘的移动。对此，本实用新型不做限定。

实施例1：

本实施例提供一种五孔探针安装支架，包括球型旋转机构4，其特征在于，还包括偏斜角刻度盘1、偏斜角滑动标尺2、俯仰角刻度盘3和圆盘结构 5；

其中，所述球型旋转机构4位于圆盘结构5中心，提供给俯仰角刻度盘 3活动的支撑。

所述偏斜角刻度盘1垂直于圆盘结构5所在面，并与圆盘结构5连接，所述偏斜角滑动标尺2连接在偏斜角刻度盘1的外侧，并以球型旋转机构4 为中心，在偏斜角平面内绕偏斜角刻度盘1滑动，实现偏斜角平面的测量。

所述俯仰角刻度盘3连接在偏斜角滑动标尺2的外侧，在俯仰平面内绕五孔探针轴线旋转的同时随偏斜角滑动标尺2滑动。

所述偏斜角刻度盘1、偏斜角滑动标尺2均为弧行结构，沿弧行结构的弧度方向加工有刻度。偏斜角刻度盘1与圆盘结构5加工为一体结构。

所述俯仰角刻度盘3为柱状结构，在远离偏斜角滑动标尺2的一面上加工有角度刻度，俯仰角刻度盘3的中心加工有通孔供五孔探针穿过。

所述圆盘结构5上加工有两个连接通孔，用于将五孔探针安装支架连接在扩压器等外壁上，方便测量的实施。

1、本实用新型的结构，其测量的基本原理是：

偏斜角滑动标尺2以球型旋转4机构为中心，绕着偏斜角刻度盘1旋转并指示刻度值(在偏斜角平面内，由于探针球心与其旋转中心不重合，所以测量出来的角度值需要进行简单计算，才是实地的气流方向角度值，计算方法见下面的计算方法部分)；俯仰角刻度盘3和偏斜角滑动标尺2相连接，可以实现俯仰平面内绕探针轴线旋转，同时跟随偏斜角滑动标尺2在偏斜角平面内滑动，并指示探针在俯仰平面内旋转的角度。

2、以测量某扩压器出口的气流速度和气流方向为例，详细说明本实用新型的结构，其基本的测量方法或者使用方法：

1)、通过圆盘5端面上的孔，将探针安装支架固定在需要实施测量的隔板上(隔板已经预留安装位置，安装螺孔见附图4)，然后装入五孔探针。

2)、在俯仰平面内，用水平仪调整探针尾部的定向块；在偏斜平面以圆盘结构端面为基准，用角度尺调整探针杆与圆盘结构的安装角度，使探针与矫正时的状态相吻合，并记录此时偏斜角和俯仰角的读数。

3)、依据设计值，大概调整探针偏斜角度和俯仰角度。待测试设备达到预测试状态时，调整偏斜尺，使五孔针(4*、5*)所连接压力指示仪数值相等，并固定偏斜滑动标尺；接着调整俯仰角刻度盘，使五孔针(1*、3*)所连接压力指示仪数值相等，并固定俯仰角刻度盘，最后记录数据。

4)、改变待测设备的测试状态，调整偏斜滑动标尺，使五孔针(4*、5*) 所连接压力指示仪数值再次相等，并固定偏斜滑动标尺；接着调整俯仰角刻度盘，使五孔针(1*、3*)所连接压力指示仪数值再次相等，并固定俯仰角刻度盘，最后记录数据。

5)、将步骤3的偏斜角和俯仰角的标尺读数与步骤4偏斜角和俯仰角的标尺读数分别进行比较，其差值便是两种不同测试状态下气流方向的变化量。 (注：偏斜角平面内的数据不能直接读取，需要进行简单计算，详见偏斜角读数计算方法及原理)

如图1，在偏斜角平面内对向测量时，当五孔针(4*、5*)所指示的压力相等，这时，气流方向就与中心孔的轴线一致。读取偏斜角刻度盘1上的刻度并记录(根据计算公式可计算出偏斜角气流方向的角度值)。

在俯仰角平面内，当五孔针(1*、3*)所指示的压力相等时，从俯仰角刻度盘3上，直接读出俯仰角的气流方向的角度值。

3、在偏斜角平面内，应用本实用新型的结构，间接换算计算气流方向角∠D的方法如下：

在偏斜角平面内，由于探针端部球心与探针旋转中心(球型旋转机构中心)不重合，所以测量出来的角度值需要进行计算，其计算原理及示意图如附图6：

∠D＝∠b-(180-∠C)/2；

其中，∠b为校正后的偏斜角平面内空气动力学轴线与探针杆中心线的夹角；

∠C的值为偏斜角滑动标尺2读数；∠D为最终要计算的气流方向角。

需要说明的是，由于探针的制造偏差，使得探针的空气动力轴线与探针的几何轴线往往不一致，在探针使用前，需要对探针的几何和空气动力轴线在风管上进行校准，确定他们之间的校正角。∠b的一般角度是90°，由于加工制造误差，使用前需要进行风管校准，所以可能会有小于3°以下的误差，以实地校准计算。

为使本方案更加优化，在探针安装支座和安装母体之间加密封垫，然后螺丝把紧(见附图1)，探针和球型旋转机构之间有密封圈进行密封，不会产生泄漏。

Claims (6)

1.一种五孔探针安装支架，包括球型旋转机构(4)，五孔探针穿过该球型旋转机构(4)的中心并与球型旋转机构(4)连接，其特征在于，还包括偏斜角刻度盘(1)、偏斜角滑动标尺(2)、俯仰角刻度盘(3)和圆盘结构(5)；

其中，所述球型旋转机构(4)位于圆盘结构(5)中心，

所述偏斜角刻度盘(1)垂直于圆盘结构(5)所在面，并与圆盘结构(5)连接；

所述偏斜角滑动标尺(2)连接在偏斜角刻度盘(1)的外侧，并以球型旋转机构(4)为中心，在偏斜角平面内绕偏斜角刻度盘(1)滑动；

所述俯仰角刻度盘(3)连接在偏斜角滑动标尺(2)的外侧，在俯仰平面内绕五孔探针轴线旋转的同时可以随偏斜角滑动标尺(2)滑动。

2.如权利要求1所述五孔探针安装支架，其特征在于，所述偏斜角刻度盘(1)、偏斜角滑动标尺(2)均为弧行结构，沿弧行结构的弧度方向加工有刻度。

3.如权利要求1所述五孔探针安装支架，其特征在于，偏斜角刻度盘(1)与圆盘结构(5)加工为一体结构。

4.如权利要求1所述五孔探针安装支架，其特征在于，所述俯仰角刻度盘(3)为柱状结构，在远离偏斜角滑动标尺(2)的一面上加工有角度刻度，俯仰角刻度盘(3)的中心加工有通孔供五孔探针穿过。

5.如权利要求1所述五孔探针安装支架，其特征在于，所述圆盘结构(5)上加工有两个连接通孔(6)，用于将五孔探针安装支架连接在扩压器等的外壁上。

6.一种五孔探针，其特征在于，所述五孔探针连接在上述任意权利要求所述的五孔探针安装支架上，其依次穿过球型旋转机构(4)的中心、偏斜角刻度盘(1)、偏斜角滑动标尺(2)以及俯仰角刻度盘(3)的中心。

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