[實用新型]可測回流的近壁熱線探針

有效

• 申請號: 201320039454.0
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN203083805U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉濤;王洪偉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01P13/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本實用新型涉及一種熱線探針，具體來說，是一種可應用于壓氣機近壁測量和回流測量的熱線探針，屬于葉輪機械領域。

背景技術

研究端壁區流動可以提高壓氣機效率，增加其穩定性。熱線探針具有較小的測量體積，高頻響（好的空間和時間分辨率），通頻帶較寬，對馬赫數和雷諾數都很敏感，適合各種流場，特別是對于低速流場和低紊流流場研究中顯示了較大的優越性。所以采用熱線探針測量近壁流場具有很大優勢。

目前國內外關于近壁熱線測量的研究工作非常多，也取得了非常多的成果。國內外研究的近壁熱線測量主要是使用表面熱膜、丹迪或TSI公司生產的現成的邊界層熱線探針和MEMS傳感器，這些手段主要是用于風洞實驗或平板模擬實驗中；而其中能夠應用于壓氣機近壁測量的MEMS傳感器不能連續調節熱線與壁面的距離，且無法測得壓氣機內部流場的回流。

實用新型內容

為了解決現有技術中的問題，本實用新型提出一種可用于壓氣機近壁測量和回流測量的熱線探針，包括探針外套、探針內套、支桿和熱絲。

其中，探針外套為筒狀，一端密封，且開有支桿穿出槽；探針內套為筒狀，同軸設置于探針外套內部，探針內套外徑與探針外套內徑相匹配。

上述探針內套內部固定填充有絕緣材料，絕緣材料內沿探針內套軸向固定設置有兩根支桿；兩根支桿的探測端由探針外套密封端上的支桿穿出槽穿出；兩根支桿的探測端同向彎折，且兩根支桿的探測端間固定有熱絲，兩根支桿間還安裝有絕緣擋塊，使絕緣擋塊與熱絲在豎直平面內的投影重合。

通過上述結構，可將熱線探針中的探針外套嵌入到壓氣機機匣側壁中，使支桿的探測端位于壓氣機內部，隨后通過螺栓穿過探針外套上突緣將探針外套與壓氣機固定；在固定時，需要保證探針外套的密封端端面與機匣近壁面齊平；由此通過探針內套與探針外套間的活塞運動，精確調節并控制近壁熱絲與壓氣機近壁間的距離。

本實用新型的優點在于：

1、本實用新型熱線探針可用于測量壓氣機的葉尖間隙等壁面流動，并且熱線與壁面的距離可以連續變化，且可測量壓氣機內部流場的回流；

2、本實用新型熱線探針在近壁測量過程中，整個探針沒有處于流場中，只有極細的支桿3處于流場中，對流場的干擾很小；

3、本實用新型結構簡單，安裝方便，應用范圍廣泛。

附圖說明

圖1本實用新型熱線探針整體結構圖；

圖2本實用新型熱線探針安裝方式示意圖。

圖中：

1-探針外套????2-探針內套????3-支桿????4-熱絲

5-支桿穿出槽??6-外突邊緣????7-擋塊????8-限位滑槽

9-銷釘????????10-機匣???????11-墊片???701-套管

702-套管連接管

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作出進一步說明。

本實用新型可測回流的近壁熱線探針，包括探針外套1、探針內套2、支桿3和熱絲4，如圖1所示；其中，探針外套1為筒狀，一端密封，且開有用于支桿3穿過的支桿穿出槽5；探針外套1筒另一端具有外突邊緣6，外突邊緣6上開有固定孔，通過螺栓穿過固定孔，可實現探針外套1與壓氣機機匣間的固定。探針內套2為筒狀結構，同軸設置于探針外套1內部，探針內套2外徑與探針外套1內徑相匹配，使探針內套2與探針外套1間可進行活塞運動。

上述探針內套2內部固定填充有絕緣材料，絕緣材料內沿探針內套2軸向固定設置有兩根相互平行的支桿3，兩根支桿3間距為1.6~2.0mm。兩根支桿3的探測端由探針外套1密封端上的支桿穿出槽5穿出，自由端伸出絕緣材料，用來連接后續測量儀器。使兩根支桿3的探測端同向彎折，使探測端端部與支桿3彎折點間的垂直距離約為2mm。所述熱絲4焊接固定在兩根支桿3的探測端間，用于測量流場；由此通過探針內套2與探針外套1間的活塞運動，實現兩根支桿3上的熱絲4伸出探針外套1的長度調節。