[发明专利]一种测量跨音三维稳态流场全参数的探针

权利要求书

1.一种测量跨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)、对流换热孔(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)、测压上孔(7)、测压下孔(8)、测压左孔(9)、测压右孔(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伸出一圆台结构，圆台中心线与柱体中线垂直并相交，圆台上顶面开设测压中孔(6)，圆台侧面均匀开设互不相通的测压上孔(7)、测压下孔(8)、测压左孔(9)和测压右孔(10)，紧挨探针头部(1)背风面沿轴向开设一圆形通道，背对圆台的探针头部(1)背风面上开设六个圆形对流换热孔(3)；

探针头部(1)圆柱形的直径为2～8毫米，长度为10～45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)顶端的测压中孔(6)、测压上孔(7)、测压下孔(8)、测压左孔(9)、测压右孔(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伸出的圆台结构上顶面距离柱体中心线的距离为探针头部(1)圆柱体半径的1.8倍，上顶面直径为0.5～2毫米，下底面直径为1.5～6毫米，上顶面与下底面的距离为0.5～2毫米，圆台结构与探针头部(1)通过圆柱体连接，圆柱体直径与圆台下底面直径相同，测压中孔(6)、测压上孔(7)、测压下孔(8)、测压左孔(9)和测压右孔(10)均为圆形且直径相同，为0.2～1.5毫米，测压中孔(6)中心线与圆台中心线重合，与探针头部(1)顶端面的距离为0.8～3毫米，测压上孔(7)、测压下孔(8)、测压左孔(9)和测压右孔(10)均垂直于圆台侧面开设；

六个对流换热孔(3)均为圆形且直径相同，为0.5～2.5毫米，沿探针头部(1)两个轴向位置，周向均布三个对流换热孔(3)，相邻对流换热孔(3)在探针头部(1)圆柱体表面上的圆周夹角为60°～75°，周向均布的三个对流换热孔(3)中心线所在平面与柱体中心线垂直，其中距离探针头部(1)顶端面较近的一排对流换热孔(3)，其中心线所在平面与探针头部(1)顶端面距离为0.5～1毫米，相邻且不同轴向位置对流换热孔(3)轴向间隔距离为0.6～4毫米，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2～12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0.7～3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，温度传感器(2)通过绝热绝缘密封件(4)固定，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，探针头部(1)圆柱体轴线与探针支杆(12)圆柱体轴线重合；

测量前，通过校准风洞对本发明探针进行标定，获得探针校准曲线；实际测量中，基于本发明探针五个测压孔和温度传感器(2)测得的数据，再根据标定获得的校准系数曲线及公式，通过数据处理，可同时测量被测跨音三维流场的总温、总压、静温、静压、马赫数、俯仰角、偏转角、速度及密度；本发明温度传感器(2)背对主流并在探针头部(1)背风面侧开设六个圆形对流换热孔(3)的布局和结构设计，有效提高了温度传感器(2)的使用寿命；提高了探针的空间分辨率；加强了气流与温度传感器(2)的对流换热，提高了测量精度。