[发明专利]一种基于虚拟孔排的多点测量气动探针及其应用

权利要求书

1.一种基于虚拟孔排的多点测量气动探针，其特征在于，所述的多点测量气动探针从前至后依次包括测量段(1)、过渡段(2)和夹持段(3)；测量段(1)为圆柱段，表面开有垂直于测量段(1)中心轴线的测压孔，环绕中心轴线设置有引压管路Ⅰ；过渡段(2)为前小后大的锥段，锥段的前端直径与测量段(1)直径相等，过渡段(2)内设置有与引压管路Ⅰ一一对应的引压管路Ⅱ；夹持段(3)为多棱柱段，装卡在位移机构的接口内，多棱柱的内切圆直径与锥段的后端直径相等，夹持段(3)内设置有与引压管路Ⅱ一一对应的引压管路Ⅲ，夹持段(3)的后端为引压管路Ⅲ的引出端，通过连接细钢管和软管将测压孔的压力传导至压力测量装置进行测量；

所述的测量段(1)测压孔位于同一条平行于测量段(1)中心轴线的表面直线上，根据测量需要确定测压孔数目n，一般n≥5；每个测压孔单独对应一条引压通路，测压孔对应的引压管路Ⅰ通过螺旋线、直线或弧线方式引出，管路截面一般呈扇形；测量段(1)的引压管路Ⅰ按照从测量段(1)的中心轴线向外按环层分组的原则设置，分为m组，每个环层组内分布若干条引压管路，管路截面一般呈扇形，一般位于外侧环层的引压管路数目大于内侧环层的引压管路数目，位于内侧环层内的引压管路相对更长，对应更远端的测压孔；

第1组引压管路位于测量段(1)最中心环层，分为p₁条引压管路，分别对应测量段(1)最远端由远及近的第1到p₁个测压孔，其中第1到第(p₁-1)个测压孔对应的引压管路首先呈螺旋线方式引出，相邻测压孔之间的引压管路为1/p₁螺距，从第p₁个测点对应的测量段(1)截面位置起，该组所有p₁条引压管路沿直线引出测量段(1)；

第2组引压管路位于第1组引压管路的外侧环，分为p₂条引压管路，分别对应测量段(1)由远及近的第(p₁+1)到第(p₁+p₂)个测压孔，其中第(p₁+1) 到第(p₁+p₂-1)个测压孔对应的引压管路首先呈螺旋线方式引出，相邻测压孔之间的引压管路为1/p₂螺距，从第(p₁+p₂)个测点对应的测量段(1)截面位置起，该组所有p₂条引压管路沿直线引出测量段(1)；

其余各组引压管路均按上述方式引出，直到位于最外侧环层的第m组引压管路，分为p_m条引压管路，分别对应测量段(1)最近端由远及近的第(n-p_m+1)到第n个测压孔，其中第(n-p_m+1)到第(n-1)个测压孔对应的引压管路首先呈螺旋线方式引出，相邻测压孔之间的引压管路为1/p_m螺距，从第n个测点对应的测量段(1)截面位置起，该组所有p_m条引压管路沿直线引出测量段(1)；

过渡段(2)前端截面形状与测量段(1)后端截面形状相同，过渡段(2)的引压管路Ⅱ从前至后逐渐过渡成圆形管路，过渡段(2)后端截面包括绕中心点从内至外分布的m个圆环，第1个圆环布有p₁个圆孔，第2个圆环布有p₂个圆孔，……，第m个圆环均有p_m个圆孔；夹持段(3)的引压管路Ⅲ与过渡段(2)引压管路Ⅱ的圆形管路平滑过渡，夹持段(3)前端截面和后端截面与过渡段(2)后端截面相同，也包括绕中心点从内至外分布的m个圆环。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟孔排的多点测量气动探针，其特征在于，所述的位移机构至少集成了转动自由度和一个方向移动自由度两个自由度。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟孔排的多点测量气动探针，其特征在于，所述的多点测量气动探针采用增材制造方法加工，材料为不锈钢。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟孔排的多点测量气动探针，其特征在于，所述的多点测量气动探针测量段(1)的表面进行喷砂和抛光处理，表面粗糙度满足测量需求。