[发明专利]一种测量跨音速三维流场的稳态温度压力组合探针

说明书

本发明属于温度、压力测试技术领域，公开了一种测量跨音速三维流场的稳态温度压力组合探针，包括探针头部和支杆，探针头部为楔顶棱柱状结构，迎风面包括楔顶斜平面、正平面、左侧平面和右侧平面，背风面为棱柱侧平面，在探针头部迎风面开有4个压力感受孔和1个温度感受孔，4个压力感受孔分别与探针头部内封装的4根引压管连通，温度感受孔仅与其内部封装的温度传感器连通，引压管和温度传感器线缆通过探针支杆内通道引出探针尾部。与现有的压力探针相比，本发明经过校准风洞标定，能同时测得跨音来流稳态温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度，为叶轮机实验提供了一种高效、准确、全面测量跨音三维稳态流场参数的手段。

技术领域

本发明属于流场温度、压力测试技术领域，涉及跨音速三维流场的稳态温度、稳态压力测量装置，具体涉及一种测量跨音速三维流场的稳态温度压力组合探针，适用于叶轮机械进口、出口和级间跨音速三维稳态流场的测试。

背景技术

测量跨音压气机进口、出口、级间跨音速三维稳态流场，目前一般采用五孔压力探针，借助安装在机匣上的位移机构，带动五孔压力探针前往被测位置，进行测量。五孔压力探针只能提供来流总压、静压、偏转角、俯仰角和马赫数，由于五孔压力探针不能测得温度数据，不能从五孔压力探针测得的数据中计算得到来流速度数据。温度是表征来流热力学性质的重要参数，目前测量来流温度需要采用单独的总温探针，同样借助安装在机匣上的位移机构，带动总温探针前往被测位置，进行单独的测量。

现有的探针测量技术，由于不能同时测量跨音压气机气流总温、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数等这些流动参数，一方面测量时间长，试验成本高，重要的是来流工况可能会有一定的变化，另一方面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，在利用这些探针测量数据，组合计算出速度等参数时，就会带来数据误差，进而会给总的测量结果带来不可忽视的误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前跨音压气机进口、出口、级间跨音速三维稳态流场测量试验中，采用独立的总温探针、五孔压力探针等不同的探针，分别进行测量，存在的测量时间长、试验成本高、测量工况一致性差、测量误差大的问题，提供了一种测量跨音速三维流场的稳态温度压力组合探针，本发明与现有的压力探针相比，能同时测得跨音速来流的稳态温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度。

本发明的技术解决方案是：

1、一种测量跨音速三维流场的稳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)为楔顶棱柱结构，探针测量时探针头部(1)的迎风面包括楔顶斜平面(3)、正平面(4)、对称的左侧平面(5)和右侧平面(6)，背风面为棱柱侧平面(7)；在探针头部(1)的楔顶斜面(3)上，开有一个压力感受孔，为上孔(8)，在探针头部(1)左侧平面(5)、右侧平面(6)和正平面(4)上各开有1个压力感受孔，分别为左孔(9)、右孔(10)、中孔(11)，这4个互不相通的压力感受孔，分别与4根引压管(12)在探针头部(1)内的一端各自连通；在中孔(11)正下方开有温度感受孔(13)，内装有温度传感器。

2、进一步，所述探针头部(1)楔顶棱柱的侧棱与探针支杆(2)的轴线平行。

3、进一步，所述探针头部(1)的上孔(8)中心线、中孔(11)中心线、温度感受孔(13)中心线与探针支杆(2)轴线在同一个平面上，左侧平面(5)、右侧平面(6)沿该平面对称，左孔(9)、右孔(10)沿该平面对称分布，左侧平面(5)、右侧平面(6)夹角为30°至78°。

4、进一步，所述探针头部(1)的楔顶斜平面(3)与探针支杆(2)轴线夹角为32°至55°。

5、进一步，所述的探针头部(1)的上孔(8)圆心与楔顶斜面底边距离为1毫米至5毫米。