[發明專利]溫度探針

有效

• 申請號: 201710769388.5
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107796524B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: H.齊恩;J.里恩;M.克拉克
• 申請（專利權）人: 安薩爾多能源瑞士股份公司
• 主分類號: G01K1/18
• 分類號: G01K1/18;G01K13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚;張昱

本發明公開了用于確定氣流中的溫度的溫度探針。探針包括探針主體(11)。溫度傳感器(50)設置為自由流溫度傳感器，用于測量氣流的自由流溫度，并且，溫度傳感器(60)設置為總溫傳感器，用于測量氣流總溫。確定氣流中的溫度的方法包括：測量自由氣流中的流溫度；提供靜態氣體體積，在該靜態氣體體積中流動氣體的基本上全部的動能被回收，且轉化成熱能；以及測量靜態氣體體積中的總溫。兩個測量信號的組合一方面允許對表示比總焓的氣流總溫的準確確定，而同時允許對快速且瞬時的溫度變化的檢測。

技術領域

本公開涉及一種根據權利要求1所述的溫度探針。本公開還涉及一種燃氣渦輪發動機，其包括設置于燃氣渦輪發動機的排氣擴壓器中的所描述種類的至少一個溫度探針。而且，公開了用于確定氣流中的溫度的方法。

公開背景

在許多技術應用中，要求測量流動流體的溫度。然而，在測量氣流溫度時，所測量到的溫度將取決于流速，因為氣體焓的一部分作為動能被提供。取決于流速這可能導致關注流動氣體的焓時的重大誤差。

例如，應用溫度測量于燃氣渦輪發動機的排氣流中。從所測量到的排氣流溫度推導發動機工作循環的各種熱力參數。列舉一個實例，通常，從所測量到的排放氣體溫度和工作循環的壓力比推導渦輪入口溫度。例如，在EP 0 777 115中，公開了用于燃氣渦輪發動機的排氣導管中的溫度測量的探針。顯然，在這點上，關注排放氣體的焓，并且，排氣溫度的測量旨在指示排放氣體的比焓。容易意識到，流速越高，排放氣體的比焓就越將被大量低估，所以，這導致從排放氣體的比焓導出的任何熱力參數的錯誤估計。

由于流動氣體的速度僅僅從溫度測量導出的比焓與焓之間的差異與流速二次相關。因而，在低流速下，可以忽視誤差，因為誤差屬于其他影響測量的被疏忽的參數的范圍中。此外，從溫度測量而導出的所推算或計算出的參數的準確度可能不會在預期的置信水平外被影響?？梢哉f，在一個實例中，在低馬赫數(例如，低于0.2)下，可以忽視所述壓縮性效應。然而，在更高的流速或馬赫數下，相應地，通過測量的溫度表示氣體比焓而作為結果的誤差或作為結果的參數的錯誤推算將比例過大地增加。

在對氣流的停滯區中的氣體溫度的測量中，可以意識到補救措施。在停滯區中，該流的動壓頭轉化成靜壓，該流的動能轉化成熱能，且進而，在上游流停滯區中測量的溫度提供了比焓的準確指示。然而，由于按照定義，停滯區中的氣體不被置換，或實際上以非常低的速率置換，僅在相當長的延遲時間的情況下可以分別檢測氣體溫度或比焓的變化。某些應用(例如，對燃氣渦輪發動機的控制和保護)不但可能要求表示氣流的總焓的準確的總溫測量，而且還可能要求快速測量，以便以較短的延遲時間來檢測瞬時效應。

本公開的主題的標明

本公開的目標是，提供用于確定氣流中的溫度的溫度探針和方法。在一個方面，公開了一種溫度探針，其提供在從本領域得知的溫度探針上的改進。在另一方面，溫度探針應當允許確定總溫，且進而，以改進的準確度且獨立于流速而提供流動氣體的比焓的指示。在再一方面，溫度探針和方法應當允許對快速且瞬時的溫度變化的檢測。在更具體的方面，應當允許對總溫的準確測量和對快速且瞬時的溫度變化的檢測。

這通過權利要求1中所描述的主題而實現，且進一步通過如獨立方法權利要求中所描述的方法而實現。

在更詳細地在下文中闡明的另外的方面，可能被認為是如下的情況：如此設置探針，以致于即使朝向探針的該流處于與設計不符的流向，也可以以高準確度確定總溫，以致于在與設計不符的流條件的大范圍內，且甚至在相當高的流馬赫數下，該測量至少在很大程度上對與設計不符的流不敏感。

在其他方面，實現探針的穩健性。

鑒于在下文中提供的本公開，無論是否明確地提到，所公開的主題的另外的效果和優點都將變得顯而易見。