一种高频总温、总压探针.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115435929A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202210904137.4(22)申请日2022.07.29(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人马宏伟贠迪赵国松(51)Int.Cl.G01K13/024(2021.01)G01L11/00(2006.01)G01P5/00(2006.01)G01P13/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称一种高频总温、总压探针(57)摘要本发明属于亚音速流场参数测试技术领域，具体涉及一种高频总温、总压探针，包括探针头部、音速喷管、热线、探针支杆、真空泵接嘴、压力传感器，探针头部呈“L”形圆柱结构，内部开有圆形通道和头部通道，音速喷管与头部通道连通并位于其中间，音速喷管周围分布两根叉杆，叉杆通过探针头部通孔与热线线缆相连，两根叉杆间焊有一条热线，压力传感器位于探针头部与帽罩正下方，接近探针支杆尾部有一真空泵接嘴，背对喷管的探针支杆背风侧为探针后盖，本发明经过校准风洞及温度标定箱标定，可以同时测量动态流场的总温、总压、静温、静压、马赫数、偏转角、俯仰角等参数，测试频率超过50kHz，为改进压气机性能提供实测数据依据。CN115435929ACN115435929A权利要求书1/2页1.一种高频总温、总压探针，由探针头部(1)、帽罩(2)、音速喷管(3)、探针头部通孔(4)、热线(5)、叉杆(6)、热线线缆(7)、探针后盖(8)、探针支杆(9)、圆形管道(10)、头部通道(11)、绝缘胶(12)、真空泵接嘴(13)、航空插头(14)、压力探头(15)、压力传感器(16)、压力传感器线缆(17)组成，其特征在于：探针头部(1)为“L”形圆柱结构，探针头部(1)正对来流方向开设2个通孔(4)，音速喷管(3)周围分布两根叉杆(6)，两根叉杆(6)之间焊有一条热线(5)，热线(5)位于探针头部(1)与帽罩(2)连接处，或者直接位于探针头部(1)迎风侧外部，而不需要帽罩(2)，叉杆(6)通过探针头部通孔(4)与热线线缆(7)相连，热线线缆(7)由探针支杆(9)尾部连接的航空插头(14)引出，背对喷管的探针支杆(9)背风侧为探针后盖(8)，接近探针支杆尾部有一真空泵接嘴(13)，压力探头(15)位于探针头部(1)正下方，内部装有压力传感器(16)，压力传感器线缆(17)由压力传感器(16)尾部背风侧引出；探针头部(1)为“L”形圆柱结构，其中竖直段的直径为2～8毫米，长度为10～45毫米，水平段的直径为2～8毫米，长度为2～20毫米，探针头部(1)竖直段开有圆形管道(10)，圆形管道的直径为1～7毫米，探针头部(1)水平段开有头部通道(11)，头部通道(11)直径与音速喷管(3)进口直径相同，直径范围为0.5毫米至9毫米，其长度为其直径的1～4倍，圆形管道(10)与探针支杆(9)连通，探针头部(1)背风侧开设探针后盖(8)，其横截面为扇环，扇环圆心角为45°～90°，后盖的长为2～8毫米，后盖沿圆柱轴向顶端距探针头部顶端为1～4毫米；帽罩(2)背风侧直径与探针头部水平段(1)直径相同，长度为1～10毫米，其与探针头部(1)通过焊接或胶粘方式连接，帽罩内部开设进气通道，进气通道迎风侧形线为伯努利双纽线，背风侧为头部通道(11)；音速喷管(3)形线为维多辛斯基曲线，进口直径范围为0.5毫米至9毫米；热线(5)的直径为1微米至30微米，长度为0.8～5毫米，竖直放置焊接，热线(5)材料为钨丝、铂丝或者镀金钨丝；叉杆(6)呈锥形，其头部正对来流方向，直径为0.1毫米至0.3毫米，叉杆(6)头部露出探针的长度为0.1毫米至1毫米，叉杆(6)穿过探针头部通孔(4)与热线线缆(7)连接，在探针头部(1)与帽罩(2)连接处焊接热线(5)，叉杆(6)材料为不锈钢，绝缘胶实现叉杆(6)与探针头部(1)的绝缘和固定；探针支杆(9)为圆柱体，直径为2毫米～12毫米，其尾部通道航空插头(14)密封，与航空插头(14)通过螺纹连接；真空泵接嘴(13)与圆形管道(10)相连，真空泵接嘴(13)管外径为1～4毫米，内径为0.5～3.5毫米，热线线缆(7)穿过圆形管道(10)与航空插头(14)相连，航空插头(14)下方螺纹直径为1～6毫米；压力探头(15)直径1.5～6毫米，通过焊接或胶粘方式固定于探针头部(1)与帽罩(2)正下方；压力探头(15)内为压力传感器(16)，压力传感器直径1～5毫米，压力传感器线缆(17)由压力探头(15)背风侧引出并依次紧贴探针支杆(9)背风侧引线；本发明的使用过程为：先测量俯仰角，这时不对探针进行抽气，然后调整探针俯仰角，当热线电压达到最大时