一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106768826A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710126813.9(22)申请日2017.03.06(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)发明人马宏伟马融(51)Int.Cl.G01M9/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针(57)摘要本发明属于温度、压力测试技术领域，公开了一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针头部、支杆，探针头部为尖劈柱状结构，其内装有3支动态压力传感器、1支动态温度传感器。测量时探针头部迎风面包括左侧面、右侧面，背风面为圆柱弧面。在左、右侧面和两个侧面交界的前缘各有1个压力感受孔，分别与探针头部内3个动态压力传感器连通，动态温度传感器头部露出探针头部顶面，传感器线缆通过支杆内通道引出探针尾部。与现有压力探针相比，本发明经过校准风洞标定，能同时测得超音来流温度、总压、静压、偏转角、马赫数和二维速度随时间的变化，为叶轮机实验提供了一种高效、准确、全面测量超音二维非定常流场参数的手段。CN106768826ACN106768826A权利要求书1/1页1.一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，所述探针头部(1)为尖劈柱状结构，其内部装有3支动态压力传感器、1支动态温度传感器，顶面(3)与探针支杆(2)自转轴线垂直，测量时探针头部(1)迎风面为尖劈，包括对称的左侧面(4)和右侧面(5)，背风面为圆柱弧面(6)；在探针头部(1)左侧面(4)、右侧面(5)和两个侧面交界的前缘上各开有1个压力感受孔，分别为左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)，这3个互不相通的压力感受孔，分别与探头内的3个动态压力传感器连通；动态温度传感器头部(10)露出顶面(3)。2.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：探针支杆(2)为柱状结构，可以为圆柱体，也可以为三棱柱，其内部开有圆形通道。3.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：动态温度传感器头部(10)露出顶面(3)1毫米至5毫米。4.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：探针头部(1)左侧面(4)、右侧面(5)夹角为30°至60°。5.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：探针头部(1)左侧面(4)与右侧面(5)交界的前缘线、动态温度传感器头部(10)中心线、中孔(9)中心线在同一个平面上，左侧面(4)、右侧面(5)沿该平面对称，左孔(7)和右孔(8)沿该平面对称分布。6.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：中孔(9)圆心与探针头部(1)顶面(3)的距离为1毫米至5毫米。7.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：左孔(7)、右孔(8)、中孔(9)的直径为0.6毫米至1.5毫米。8.根据权利要求1所述的一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：动态压力传感器和动态温度传感器的线缆(11)经探针支杆(2)内通道，由探针尾部引出。2CN106768826A说明书1/3页一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针技术领域[0001]本发明属于温度、压力测试技术领域，涉及超音速二维非定常流场的动态温度、动态压力测量装置，具体涉及一种测量超音二维非定常流场的动态温度压力组合探针，适用于航空发动机超音速进气道、叶轮机械进口、出口和级间超音速二维动态流场的测试。背景技术[0002]航空发动机、燃气轮机的涡轮进口来流存在热斑会影响下游温度场分布，甚至严重影响涡轮叶片热负荷及寿命。研究热斑在涡轮导向器、级间的传播机理，需要测量涡轮导向器出口超音速二维流场的非定常速度场、压力场和温度场。[0003]目前一般分别采用三孔压力探针、总温探针，借助安装在机匣上的位移机构，带动探针前往被测位置，进行测量。三孔压力探针只能提供来流总压、静压、偏转角和马赫数，总温探针只能提供总温数据。[0004]利用现有的探针测量技术进行试验研究，存在以下几个问题：1、两种探针分别测量，试验时间长，试验成本高；2、两种探针分别测量，试验过程中需要更换探针，来流工况会有一定的变化，尤其是温度场会不一致；3、不同探针的测点位置受位移机构定位的影响可能会有差异，不同探针测得的流动参数数据肯定不是来自同一流线的，利用这些探针测量数据，组合计算出速度等参数时，