一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法.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CN105890804A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610214774.3(22)申请日2016.04.08(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.G01K13/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法(57)摘要本发明公开了一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法。在发动机、叶轮机等试验中，一般采用热电偶、热电阻、总温梳、总温耙等温度受感器测量气流总温。目前这些受感器测得的温度数据，一般忽略三维气流速度造成的误差，认为就是被测点的气流总温，容易造成较大测量误差。本专利发明了一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，提出总温感受系数与气流马赫数、偏转角、俯仰角之间关联，通过校准实验建立其映射关系，利用校准数据和相关流场信息，能把受感器测得的温度数据换算出气流总温。这种方法能够减少温度受感器测量气流总温的三维速度误差，有效提高温度受感器测量气流总温的精度。CN105890804ACN105890804A权利要求书1/1页1.本发明为一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，提出温度受感器的总温感受系数γ与气流马赫数M、气流偏转角α、气流俯仰角β之间关联，通过校准和数据处理能够减小气流速度带来的总温测量误差。2.根据权利要求1所述的一种提高温度受感器测量气流总温T0精度的方法，温度受感器的总温感受系数γ定义是：或其恒等变形，如k为气体比热比，ps为气流静压，p0为气流总压，Tp为受感器测得的温度。3.根据权利要求1所述的一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法,其特征是：先利用校准实验获得温度受感器的总温感受系数γ与气流马赫数M、气流偏转角α、气流俯仰角β之间的对应关系；再在实际测量时，根据被测点的气流马赫数、气流偏转角、气流俯仰角，由校准数据得到温度受感器的总温感受系数，再利用总温感受系数的定义做恒等变形，通过数据处理能把受感器实测流场得到的温度数据Tp换算出气流总温T0。4.根据权利要求3所述的一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，其特征是：适用范围包括采用热电偶、热电阻等温度传感器的测量探针。5.根据权利要求3所述的一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，其特征是：适用范围包括单点温度受感器、多点温度受感器等，如叶型温度受感部、总温探针、测温耙、测温梳等。2CN105890804A说明书1/3页一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法技术领域[0001]本发明涉及采用接触式温度受感器，如采用热电偶、热电阻等传感器的温度探针，测量气流总温的技术领域，特别涉及一种减小三维速度误差、提高温度受感器测量气流总温精度的方法。背景技术[0002]当气流绕浸在气流中的物体流动时，在物体上正对来流的所谓临界点，由于气流的滞止作用，气流速度等于零，在这一点的温度就达到最大值，这个温度就是总温，又叫滞止温度。在稳定流动中，总温变化可用来度量热或功转移。[0003]目前工程上一般采用接触式温度受感器测量气流总温，包括单点总温受感器、多点总温受感器，如单点热电偶总温探针、总温梳、总温耙等。[0004]事实上，温度受感器具有一定的空间尺寸，如热电偶测量端的球状头部，只有在正对来流的滞止点上，感受的才是气流的总温，受感器的其它部位感受的温度都低于总温，即使受感器头部加装滞止罩，由于为了让受感器感受到新鲜来流的总温、减少导热误差，滞止罩下游壁面上开有泄流孔，受感器头部周围还是有一定的速度，气流并没有完全滞止下来，这样，温度受感器测得的温度实际上低于总温，而且与气流偏转角、俯仰角和马赫数有关。目前的测量方法和技术，一般认为上述温度受感器测得的温度数据，就是被测量点的总温，即使进行修正，也只进行了一维速度的修正，忽略了三维气流速度造成的误差，容易造成较大测量误差，尤其在来流速度高、来流方向变化剧烈的工况。[0005]本专利发明了一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，提出总温感受系数与气流马赫数、气流偏转角、气流俯仰角之间关联，通过校准实验建立其映射关系，利用校准数据和相关流场信息，能把受感器测得的数据换算出气流总温。使用这种方法能够减少受感器测量总温的速度误差，有效提高温度受感器测量气流总温的精度。发明内容[0006]本发明主要解决的技术问题是：发明了一种提高温度受感器测量气流总温精度的方法，能减少受感器测量气流总温的三维速度误差，可以有效提高温度受感器测量气流总温的精度。[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：引入温度受感器的总温感受系数的定义，先利用校准实验获得温度受感器的总温感受系