[发明专利]一种测量亚音三维稳态流场全参数的探针

权利要求书

1.一种测量亚音三维稳态流场全参数的探针，由探针头部(1)、温度传感器(2)、对流换热槽(3)、绝热绝缘密封件(4)、温度传感器线缆引出通道(5)、测压中孔(6)、测压下孔(7)、测压上孔(8)、测压右孔(9)、测压左孔(10)、引压管通道(11)、探针支杆(12)、引压管(13)和温度传感器线缆(14)组成，其特征在于：探针头部(1)为圆柱形，圆柱形顶端垂直柱体中心线方向设置一内凹的球窝形结构，球窝中心线与柱体中线垂直并相交，球窝正对主流方向处开设测压中孔(6)，球窝侧壁均匀开设互不相通的测压下孔(7)、测压上孔(8)、测压右孔(9)、测压左孔(10)，背对球窝的探针头部(1)背风侧开设十字型的对流换热槽(3)，槽的不同位置既可以进气，也可以出气，随来流方向实现自适应，并加强槽中气流的流动；

探针头部(1)圆柱形的直径为2～8毫米，长度为5～45毫米，沿探针轴向开设有互不相通的五个圆形引压管通道(11)和一个圆形温度传感器线缆引出通道(5)，五个圆形引压管通道(11)分别与探针头部(1)球窝中的测压中孔(6)、测压下孔(7)、测压上孔(8)、测压右孔(9)、测压左孔(10)连通，并分别与封装在探针头部(1)与探针支杆(12)连接处的五根引压管(13)连通，引压管(13)通过探针支杆(12)内的引压管通道(11)引出探针支杆(12)尾部；

探针头部(1)垂直于柱体中心线方向设置的内凹球窝结构直径为1～6毫米，球心距离探针头部(1)圆柱体侧表面的距离为球窝直径的0～1/6倍，球窝中心线距离探针头部端面的高度为0.5～4毫米，测压中孔(6)、测压下孔(7)、测压上孔(8)、测压右孔(9)和测压左孔(10)均为圆形且直径相同，为0.1～1.5毫米，测压中孔(6)中心线与球窝中心线重合，测压下孔(7)、测压上孔(8)、测压右孔(9)和测压左孔(10)位于球窝中心线相同轴向位置上并在球窝周向均匀分布，且其中心线与球窝侧壁垂直，与测压中孔中心线所呈角度为20°～80°；

对流换热槽(3)为宽度相同的矩形且中心重合，宽度均为1～3毫米，与探针头部(1)圆柱中心线平行的槽长度0.8～6毫米，与中心线垂直的槽深度至温度传感器(2)头部所在位置，温度传感器(2)头部所在的圆形通道直径为0.8～3.5毫米，圆形通道沿轴向长度为1～7毫米，圆形通道轴线与温度传感器线缆引出通道(5)轴线重合，温度传感器线缆引出通道(5)中心轴线距离柱体中心线0.5～3毫米，且温度传感器线缆引出通道(5)中心轴线、柱体中心线及测压中孔(6)中心线在同一平面上，温度传感器(2)头部位于圆形温度传感器线缆引出通道(5)的轴线与测压中孔(6)中心线的交点上，且正对对流换热槽(3)矩形中心，温度传感器(2)通过绝热绝缘密封件(4)固定，绝热绝缘密封件(4)起到绝热、绝缘、密封、固定的作用，绝热绝缘密封件(4)和温度传感器(2)安装时先将温度传感器(2)和绝热绝缘密封件(4)安装固定在圆形通道上，温度传感器线缆(14)通过探针内的温度传感器线缆引出通道(5)引出探针支杆(12)尾部，再将探针头部(1)端面的开口加盖焊接封装，探针头部(1)圆柱体轴线与探针支杆(12)圆柱体轴线重合；

通过校准风洞对探针进行标定，获得探针校准曲线；实际测量中，基于五个测压孔和温度传感器(2)测得的数据，再根据校准风洞标定获得的校准系数曲线及公式，通过数据处理，可以同时得到被测三维稳态流场的总温、总压、静温、静压、马赫数、偏转角、俯仰角、速度、密度参数，增加了温度传感器(2)寿命和气流不敏感角范围，提高了测量空间分辨率和测量精度。