[發(fā)明專利]一種測量亞音三維流場動態(tài)全參數(shù)的棱臺五孔探針

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036984.4
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111076940A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬宏偉;郝宸
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種測量亞音三維流場動態(tài)全參數(shù)的棱臺五孔探針，其特征在于，包括探針支桿(1)、過渡段(2)、探針頭部(3)、壓力傳感器線纜(12)、溫度傳感器線纜(13)、絕熱絕緣密封件(14)和溫度傳感器(15)，所述探針支桿(1)、探針頭部(3)均為圓柱形，探針頭部(3)通過過渡段(2)連接到探針支桿(1)上；探針頭部(3)上有一突起棱臺結(jié)構(gòu)，測壓下孔(4)、測壓右孔(5)、測壓左孔(6)、測壓中孔(7)和測溫孔(8)位于探針頭部(3)的棱臺上，所有測孔中心線均垂直于其所在棱臺面，測溫孔(8)圓周上開有槽(9)、槽(10)和槽(11)，壓力傳感器線纜(12)和溫度傳感器線纜(13)通過探針支桿(1)內(nèi)通道引出探針尾部。

2.測溫孔(8)位于測壓中孔(7)正上方，測溫右孔(5)、測壓左孔(6)與測壓中孔(7)的中心線在同一平面，測壓下孔(4)位于測壓中孔(7)下方的棱臺斜面上，測壓下孔(4)與測壓中孔(7)中心的連線和測壓中孔(7)與測溫孔(8)中心的連線在同一平面上，測壓右孔(5)、測壓左孔(6)到其所在面左、右兩邊的間距相等，測壓下孔(4)到其所在面上、下兩邊的距離相等。

3.測壓下孔(4)、測壓右孔(5)、測壓左孔(6)和測壓中孔(7)的直徑相同，均為0.2～2mm，測壓中孔(7)進(jìn)口壁面采用微損收斂曲面光滑過渡；測溫孔(8)直徑為0.3～5mm，測溫孔(8)與測壓中孔(7)之間的間距為1.1～1.2倍的測壓中孔(7)直徑。測溫孔(8)開槽寬度為測溫孔(8)直徑的1/4，開槽在棱臺側(cè)面上的長度為棱臺高度的0.5～0.6倍，溫度傳感器(15)到測溫孔的距離為探針頭部(3)直徑的0.4～0.5倍。

4.探針頭部(3)直徑6～8mm，突起的棱臺高度為探針頭部(3)直徑的0.2～0.3倍，棱臺底面與探針頭部(3)圓柱面相切，沿探針軸向的長度為5～10mm,棱臺底面另一條邊的長度為探針頭部(3)周長的1/8～1/6倍，棱臺側(cè)棱與棱臺頂面的夾角為120～150°。

5.溫度傳感器(15)位于探針頭部(3)圓柱形容腔內(nèi)部，圓柱形容腔的直徑為探針頭部(3)直徑的1/6～1/5倍。

6.探針支桿(1)為圓柱形結(jié)構(gòu)，起到支承作用，探針支桿(1)內(nèi)部開有通道，壓力傳感器線纜(12)和溫度傳感器線纜(13)通過探針支桿(1)內(nèi)通道引出探針尾部。

7.溫度傳感器(15)可選用熱電偶、熱電阻或光纖溫度傳感器。

8.通過校準(zhǔn)風(fēng)洞對探針進(jìn)行標(biāo)定，獲得探針校準(zhǔn)曲線；實際測量中，基于四個壓力傳感器和溫度傳感器測得的數(shù)據(jù)，再根據(jù)校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定獲得的校準(zhǔn)系數(shù)曲線及公式，通過數(shù)據(jù)處理，可以在減小探針頭部繞流的影響的前提下，同時得到被測流場三維動態(tài)的總溫、總壓、靜溫、靜壓、馬赫數(shù)、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、速度、密度等參數(shù)，且具有較寬的總溫測量不敏感角，可以實現(xiàn)較高精度的總壓測量。