[发明专利]总温/总压、静压探针

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高温高速气流中总温、总压、静压、流速等参数测量的总温/总压、静压探针。

背景技术

目前，国内独立测量来流总温或用皮托管测量总压、静压等参数的理论和技术已较完善和成熟，但对于高温高速气流且来流情况复杂，要求动态响应速度高的特定场合，实现同时测量定点总温、总压、静压、流速参数有一定难度，在特定型面和参数测量要求偏重不同的使用情况下，需要设计特定结构型式的总温/总压、静压探针实现测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对高温高速复杂气流环境和参数测试要求，提供一种能够准确测量流场中某定点流场参数的总温/总压、静压探针。

本发明的技术解决方案：

一种总温/总压、静压探针，其特殊之处在于：包括用于安装在被测流场的法兰4、总温探针3、用于探测总压和静压的L形皮托管2、固定在法兰外侧的环形引压室6、设置在引压室上的总压接管嘴5和静压接管嘴1；

所述总温探针3包括垂直固定在法兰上的热电偶引出管31、设置在热电偶引出管的内端头的封闭管状总温滞止罩32、设置在总温滞止罩内的热电偶、设置在热电偶引出管内的补偿导线；所述总温滞止罩32上设置有朝向来流方向的进气口33和背向来流方向的出气口34，所述进气口靠近总温滞止罩的端部，所述出气口设置在进气口下方，所述热电偶的测量端设置在进气口和出气口之间，所述补偿导线的一端与热电偶相连，另一端经环形引压室与测试仪表相连；

所述L形皮托管2包括L形钢管、毛细引压管、总压引压孔和静压引压孔；所述L形钢管包括垂直固连在法兰上的引出管21以及与引出管垂直的引压管22；所述毛细引压管23同轴设置在L形钢管内；总压引压孔24设置在L形钢管的引压管端面上，静压引压孔25的数量为两个，对称设置在L形钢管的引压管的侧面上；所述毛细引压管的一端与总压引压孔相通，所述毛细引压管的另一端经环形引压室与总压接管嘴相通；所述L形钢管的一端与两个静压引压孔相通；所述L形钢管的另一端经环形引压室与静压接管嘴相通；

所述L形钢管和热电偶引出管并排设置在法兰的中心且相互间有间隔，所述L形钢管的引出管比总温滞止罩低。

上述两个静压引压孔的轴线与L形钢管的引出管轴线平行，所述静压引压孔的孔中心连线与总压引压孔端面之间的距离是L形钢管外径的3倍，所述静压引压孔的孔中心连线与L形钢管的垂直管的轴线之间的距离是L形钢管外径的6.5倍。

上述总温滞止罩的进气口面积大于出气口面积。

上总压引压孔孔径φ0.6mm，采用了加倒角的孔口形状。

上述静压引压孔孔径φ0.5mm。

上述热电偶的测量端置于距进气口4～6mm处。

上述L形皮托管与总温探针间隔5mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明可同时检测定点总压、静压、温度、流速等流场参数，经校准风洞标定得到准确的流场参数。

2、本发明设计了进气口大和出气口小，进气口、出气口沿轴线上下错位的总温滞止罩结构，将热电偶测量端置于距进气口4～6mm气流相对稳定区，降低气流动能，减少速度误差，进行充分的热交换以提高总温恢复系数，使总温测量更加准确。

3、本发明将静压引出孔布置在距总压引压孔端面3倍L形钢管外径、距L形钢管轴线6.5倍L形钢管外径处，将L形钢管的端面和L形钢管的引出管所引起气流扰动造成的干扰降低，提高静压测量准确性。

4、本发明选取了带倒角的总压引压孔结构，提高了复杂气流环境下来流的不敏感性，针对来流中杂质容易堵塞引压孔的问题，选取孔径为φ0.6mm。

5、L形皮托管正对来流方向，与总温探针间隔5mm，减少相互干扰。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中B-B剖视图；

图3是图1中A部分的放大图；

图4是图2中C-C剖视图；

其中：1-静压接管嘴，2-L形皮托管，21-引出管，22-引压管，23-毛细引压管，24-总压引压孔，25-静压引压孔，3-总温探针，31-热电偶引出管，32-总温滞止罩，33-进气口，34-出气口，4-法兰，5-总压接管嘴，6-环形引压室。

具体实施方式

如图1所示，本发明由总温探针和L形皮托管(即总压、静压探针)组成，二者之间有一定间隔，总温探针包括总温滞止罩、热电偶引出管、安装在总温滞止罩内的热电偶组成，总温滞止罩上设置进气口和出气口且进气口大出气口小，使气流动能充分转换为热能，得到与理论值接近的总温。进气口和出气口采用错位的结构，即进气口朝向气流，出气口背向气流，进气口靠近总温滞止罩的端部，出气口远离总温滞止罩的端部。热电偶设置在进气口和出气口之间，热电偶测量端置于距进气口4～6mm处。热电偶通过补偿导线与测试仪表相连，检测经总温滞止罩滞止的来流总温。皮托管包括L形钢管，L形钢管包括垂直固连在法兰上的引出管以及与引出管垂直的引压管；引压管前端开总压引压孔，总压引压孔孔径φ0.6mm，采用了加倒角的孔口形状，经毛细引压管引出总压，引压管侧壁距总压引压孔3倍钢管直径处、竖直方向180°对称开两个静压引压孔，静压引压孔孔径尺寸选取φ0.5mm，静压经L形钢管引出，毛细引压管嵌套在L形钢管中，经环形引压室引出，总压接管嘴、静压接管嘴分别检测静压、总压，整体经法兰安装在被测流场内。L形钢管和热电偶引出管并排设置在法兰的中心且相互间有5mm间隔，且L形钢管的引出管比总温滞止罩低，减少相互干扰。