[發明專利]一種測量亞音速二維流場的四孔探針

有效

• 申請號: 201710187169.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106918437B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 馬宏偉;姜逸軒
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于葉輪機械測試技術領域，公開了一種測量亞音速二維流場的四孔探針，包括探針支桿1、探針頭部2、過渡段3、引壓管4和溫度傳感器線纜5，所述探針支桿1和探針頭部2均為圓柱形，探針頭部2通過過渡段3安裝在探針支桿1上，探針頭部2的圓柱面開有三個壓力感受孔和一個溫度感受孔，三個壓力感受孔分別與探針頭部2內封裝的引壓管連通，溫度感受孔9同探針內部的溫度傳感器相連，引壓管4和溫度傳感器線纜5通過探針支桿1內通道引出探針尾部。與現有的探針相比，本發明經過校準標定，可同時測量二維亞音速流場的總溫、總壓、流速、流動方向等參數，可以實現精確測量。

技術領域

本發明涉及葉輪機械試驗測試領域，特別是一種測量亞音速二維流場的四孔探針，本發明能同時測量二維亞音速流場總溫、總壓、流速和流動方向等流場參數，經過校準標定能夠實現精確測量。

背景技術

在葉輪機械流場測量領域，三孔壓力探針和總溫探針有著廣泛的應用。使用三孔壓力探針能夠進行總壓、靜壓、馬赫數、流動方向的測量。三孔壓力探針不能進行溫度測量，因此無法通過三孔壓力探針測得的數據計算得到流場的流速。目前測量來流溫度通常采用單獨的總溫探針，總溫探針可以測得來流的總溫。

現有的二維流場測試技術，通常分別使用三孔壓力探針和總溫探針進行壓力和溫度的測量，采用多根探針增大了探針對流場的干擾，測試成本高、時間長、操作復雜，并且由于不同探針測得的參數無法保證來自同一流線，因此計算流速時就會產生額外的誤差，從而會降低試驗測試的精度。本發明提出一種測量亞音速二維流場的四孔探針，使用單個探針即可同時進行流場的壓力和溫度測量。使用中，本發明測量亞音速二維流場的四孔探針，能夠同時測得二維亞音速流場的總溫、總壓、流速和流動方向等參數。本發明經過校準標定之后進行流場測量，能夠很好地滿足葉輪機測試的要求。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是：針對目前葉輪機試驗測試中，溫度探針和壓力探針總是被分開單獨使用，試驗時間長、成本高、操作復雜等問題，本發明提出一種測量亞音速二維流場的四孔探針，使用單個探針即可同時進行二維流場的壓力和溫度測量。與現有的探針測試技術相比，本發明能夠同時測得二維亞音速流場的總溫、總壓、流速和流動方向。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種測量亞音速二維流場的四孔探針，其特征在于，所述探針包括探針支桿(1)、探針頭部(2)、過渡段(3)、引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)；所述探針支桿(1)和探針頭部(2)均為圓柱形，探針頭部(2)通過過渡段(3)安裝在探針支桿(1)上；探針頭部(2)的圓柱面開有四個感受孔，分別為壓力感受孔1(6)、壓力感受孔2(7)、壓力感受孔3(8)和一個溫度感受孔(9)，三個壓力感受孔分別與探針頭部(2)內封裝的引壓管(4)連通，溫度感受孔(9)同探針頭部(2)內封裝的溫度傳感器相連；引壓管(4)和溫度傳感器線纜通過探針支桿(1)內通道引出探針尾部。

進一步，壓力感受孔1(6)、壓力感受孔2(7)和壓力感受孔3(8)均為圓形孔；三個孔互不相通，分別和探針頭部(2)內的三個引壓管(4)相連；三個孔的圓心所在的平面與柱體底面平行，距離為1～5mm。

進一步，壓力感受孔1(6)、壓力感受孔3(7)沿壓力感受孔2(8)中心線和柱體中心線所在的平面對稱分布，直徑相同，均為0.2～2毫米，壓力感受孔1(6)和壓力感受孔3(7)中心線夾角為60°～100°。

進一步，溫度感受孔(9)同探針內部封裝的溫度傳感器相連；溫度感受孔(9)直徑為0.5～3毫米，溫度感受孔(9)圓心同壓力感受孔2(7)圓心之間的距離為壓力感受孔2(7)直徑的1.1倍～2倍。

進一步，探針支桿(1)為圓柱形結構，探針支桿(1)內開有通道，引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)通過探針支桿(1)內的通道引出探針尾部。

進一步，溫度感受孔(9)的位置可以在壓力感受孔2(7)的正上方，也可以在壓力感受孔2(7)的正下方。