[发明专利]一种基于铂电阻的吊挂式双滞止罩总温探针头部

说明书

本发明涉及总温测试技术领域，具体涉及一种基于铂电阻传感器、采用吊挂式双滞止罩的总温探针头部。为了解决现有总温探针头部测量精度不足、不敏感角范围窄的问题，采用铂电阻替代热电偶作为感温元件，提高传感器精度；采用内、外两层滞止罩，内层滞止罩通过一连接段吊挂在外层滞止罩内部，便于加工和安装；内层滞止室内的气流在传感器顶部附近发生第一次滞止，然后从内层滞止罩根部出气孔流出，发生第二次滞止，经过两次滞止气流速度显著降低，总温恢复特性较好；外层滞止室内的气流则可以对传感器根部和内层滞止罩壁面进行充分加热，能够降低导热和辐射误差；内、外层滞止罩进口沿周向均匀开设多个进气槽，能够有效拓宽总温测量的不敏感角范围。

技术领域

本发明涉及总温测试技术领域，特别涉及一种基于铠装铂电阻传感器、采用吊挂式双滞止罩的总温探针头部。

背景技术

对于航空发动机的压气机部件，等熵效率是重要的性能参数，其能够衡量压气机的先进性和经济性。通常在压气机部件实验中，采用温升法或扭矩法测量等熵效率，而对于单级压气机等熵效率，只能采用温升法进行测量。温升法测量压气机等熵效率的计算公式如下：

其中η_c表示压气机等熵效率，T_t1和T_t2分别表示压气机进、出口总温，π_c表示压气机总压比，k表示比热比。对于温升法测量等熵效率而言，进出口温升越小，精确测量等熵效率的难度越大，其主要原因在于进出口温升相对测量误差较大。

总温探针测量气流总温的性能通常采用总温恢复系数r来评价，其定义为：

T_g表示探针测得温度，T_t表示来流总温，T_s表示来流静温，由于气流绕流总温探针时存在一定的滞止效应，却又不能完全滞止，而且受限于传感器精度、支杆导热和辐射作用的影响，恒有T_tT_gT_s成立。由此可知，探针测得温度与来流总温越接近，总温恢复系数越接近于1，总温探针的性能越好。

通常采用热电偶总温探针进行压气机流场总温测量时，其主要存在三个方面的缺陷：其一，热电偶传感器精度较差；其二，在气流速度较高时，常规总温探针采用的单层滞止罩难以避免较大的速度误差，并且在气流角增大时总温恢复系数大大降低；其三，总温测量虽然在与外界环境温度差别不大的流场中进行，但仍存在一定的导热误差和辐射误差。因此，急需发展能够在小温升压气机性能测试中进行总温高精度测量、具有宽不敏感角范围的总温探针头部。

发明内容

针对现有技术上的缺陷，本发明的核心目的在于，提供一种基于铂电阻传感器、采用吊挂式双滞止罩的总温探针头部，以解决现有总温探针头部测量精度不足、不敏感角范围窄的问题。

为了解决上述技术问题，采用铂电阻替代热电偶作为感温元件，提高传感器精度，并相应地改进滞止罩的结构，采用内、外两层滞止罩，内层滞止罩通过一连接段吊挂在外层滞止罩内部，便于加工和安装；内层滞止室内的气流在传感器顶部附近发生第一次滞止，并与传感器进行热交换，随后从内层滞止罩根部连接段内的出气孔流出，发生第二次滞止，经过两次滞止气流速度显著降低，总温恢复特性较好；外层气流流入外层滞止罩，可以对传感器根部和内层滞止罩壁面进行充分加热，降低导热和辐射误差；内、外层滞止罩进口沿周向均匀开设多个进气槽，能够有效拓宽总温测量的不敏感角范围。其特征在于：由铂电阻(1)、内层滞止罩(2)和外层滞止罩(3)组成；铂电阻(1)作为总温探针的感温元件，可根据具体环境选择铠装或裸装的型式；内层滞止罩(2)进口开设进气槽(4)，外层滞止罩(2)进口开设进气槽(5)；内层滞止罩与外层滞止罩之间有一连接段(7)，中心开设出气孔(6)，进入内层滞止罩的气流从此处流出。

优选地，外层滞止罩(3)外径为其长度的23/32至25/32，外层滞止罩(3)壁厚为其外径的1/16至5/48。