[發明專利]一種用于亞音速二維流場的多點動態全參數測量裝置

在審

• 申請號: 202010063654.4
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111089700A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 馬宏偉;郝宸
• 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;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于亞音速二維流場的多點動態全參數測量裝置，其特征在于，包括頭部(1)、過渡段(2)、支桿(3)，頭部(1)與支桿(3)均為圓柱形，頭部(1)迎風面表面開有總壓孔(7)，總壓孔(7)中心線垂直于頭部(1)中心線，總壓孔(7)兩側各有一個壓力感受孔(8)，總壓孔(7)與其兩側的壓力感受孔(8)均呈15°～16°夾角且總壓孔(7)與其兩側的壓力感受孔(8)的中心線在一個平面上，構成三孔結構，頭部(1)背風面開有總溫孔(9)，總溫孔(9)與總壓孔(7)互成180°且中心線共線，溫度傳感器(6)位于總溫孔內，總壓孔(7)和壓力感受孔(8)內各自封裝有壓力傳感器(11)，裝置頭部開有傳感器線纜引出通道(12)，壓力傳感器線纜(4)和溫度傳感器線纜(5)經該通道由裝置尾部引出；

至少有5個上述三孔結構和5個總溫孔(9)沿頭部(1)不同軸向位置分布，分布規律可以為均勻分布，相鄰兩孔中心線的軸向距離為0.3～0.9mm；也可以呈現中間疏兩邊密的分布規律，頭部頂部第一個總壓孔(7)和第二個總壓孔(7)中心線之間的軸向距離為0.3～1.1mm，頭部底部第一個總壓孔(7)與第二個總壓孔(7)中心線之間的軸向距離為0.3～1.1mm，其余相鄰兩孔中心線之間的軸向距離為0.5～1.2mm；頭部最頂部和最底部的總壓孔中心線到端部軸向距離取0.5～1mm，各總壓孔的中心線方向不盡相同，分布在180°范圍內，第一個總壓孔和最后一個總壓孔的中心線平行；

所述的總壓孔(7)采用微損收斂曲面光滑過渡，該曲面的型面曲線滿足以下方程：

式中，R₂為出口半徑，L為測壓中孔進口段長度，R₁為進口半徑，x_m為前后兩段的連接點坐標，x_m選取0.3；

微損收斂曲面進口直徑為0.2～0.5mm，微損收斂曲面出口直徑0.1～0.25mm,微損收斂曲面出口與傳感器線纜引出通道(12)相連，壓力感受孔直徑為0.1～0.2mm，壓力感受孔與傳感器線纜引出通道(12)連通；

所述總溫孔(9)為在頭部圓柱面上開的圓臺形狀的孔，孔進口處直徑為0.4～0.8mm，出口處直徑為進口處直徑的0.5～0.6倍，孔出口與傳感器線纜引出通道(12)連通；

所述的溫度傳感器(6)前端與頭部圓柱面齊平，采用絕熱絕緣密封件(10)固定在測溫孔內，總壓孔(7)內的壓力傳感器最前端與微損收斂曲面出口齊平，壓力感受孔內的壓力傳感器與壓力感受孔進口的距離為0.5～1.5mm，溫度傳感器線纜與壓力傳感器線纜經探針內部傳感器線纜引出通道(12)引出；

所述頭部(1)直徑為2～6mm，傳感器線纜引出通道(12)直徑為頭部(1)直徑的0.5～0.6倍；

所述溫度傳感器(6)可以為熱電阻、熱電偶或光纖溫度傳感器；

通過校準風洞對探針進行標定，獲得探針校準曲線；實際測量中，基于每個軸向位置的三個壓力傳感器和溫度傳感器測得的數據，再根據校準風洞標定獲得的校準系數曲線及公式，通過數據處理，可以同時得到被測亞音速二維流場多點動態的總溫、總壓、靜溫、靜壓、馬赫數、偏轉角、速度、密度等全參數且具有較高的總溫、總壓測量精度。