[發明專利]一種測量機匣內壁附面層內二維穩態流場全參數的探針

在審

• 申請號: 202010063675.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111060321A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 馬宏偉;屈冬平
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 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

1.一種測量機匣內壁附面層內二維穩態流場全參數的探針，由探針頭部(1)、溫度傳感器(2)、絕熱絕緣密封件(3)、溫度傳感器線纜引出通道(4)、測壓中孔(5)、測壓左孔(6)、測壓右孔(7)、引壓管通道(8)、探針支桿(9)、溫度傳感器線纜(10)和引壓管(11)組成，其特征在于：探針頭部(1)為圓柱形，探針頭部迎風面上開有互不相通的測壓中孔(5)、測壓左孔(6)和測壓右孔(7)，背對測壓中孔(5)的探針頭部背風面側沿軸向切去一梯形槽，溫度傳感器(2)置于梯形槽內；

探針頭部(1)圓柱形的直徑為1～6毫米，長度為5～45毫米，沿探針軸向開設有互不相通的三個圓形引壓管通道(8)和一個圓形溫度傳感器線纜引出通道(4)，三個圓形引壓管通道(8)分別與探針頭部頂端的測壓中孔(5)、測壓左孔(6)、測壓右孔(7)連通，并分別與封裝在探針頭部與探針支桿連接處的三根引壓管連通，引壓管(11)通過探針支桿(9)內的引壓管通道(8)引出探針支桿(9)尾部；

測壓中孔(5)孔口為往里凹進去的半球面形，球面直徑為0.3～2.4毫米，測壓中孔(5)直徑為0.2～2毫米，測壓中孔(5)中心線與柱體中心線垂直且相交，且與探針頭部(1)頂端距離為0.5～4毫米；測壓左孔(6)、測壓右孔(7)均為圓形，直徑相同均為測壓中孔(5)直徑的二分之一，測壓左孔(6)中心線與測壓右孔(7)中心線所在平面與柱體中心線垂直，且相交于柱體中心線上，測壓左孔(6)、測壓右孔(7)關于測壓中孔(5)中心線和柱面中心線形成的平面對稱，在探針頭部(1)圓柱體表面上的圓周夾角為15°～60°，測壓左孔(6)、測壓右孔(7)中心線與探針頭部(1)頂端距離為0.2～1.5毫米；

梯形槽沿探針軸線方向的長度為0.8～6毫米，梯形槽兩側面的夾角為90°～150°，梯形槽垂直于測壓中孔中心線的面與柱體中心線的距離為0.1～1.5毫米，溫度傳感器線纜引出通道(4)中心線與柱體中心線的距離為0.3～2.5毫米，溫度傳感器線纜引出通道(4)中心線、柱體中心線及測壓中孔引壓管通道(8)中心線在同一平面，且溫度傳感器線纜引出通道(4)中心線、測壓中孔引壓管通道(8)中心線在柱體中心線的兩側，溫度傳感器頭部位于測壓中孔(5)中心線與溫度傳感器線纜引出通道(4)中心線的交點上，溫度傳感器(2)通過絕熱絕緣密封件(3)固定，溫度傳感器線纜(10)通過探針內的溫度傳感器線纜引出通道(4)引出探針支桿(9)尾部，探針頭部(1)圓柱體軸線與探針支桿(9)圓柱體軸線重合；

測量前，通過校準風洞對本發明探針進行標定，獲得探針校準曲線；實際測量中，基于本發明探針三個測壓孔和溫度傳感器測得的數據，再根據標定獲得的校準系數曲線及公式，通過數據處理，可同時測量機匣內壁附面層內二維穩態流場的總溫、總壓、靜溫、靜壓、馬赫數、偏轉角、速度及密度；本發明三個測壓孔呈“品”字形布置，有效減小了探針頭部直徑，提高了氣流偏轉角測量范圍；本發明溫度傳感器(2)背對主流、置于探針頭部(1)背風面的布局和結構設計，有效提高了溫度傳感器(2)的使用壽命；提高了探針空間分辨率；加強了氣流與溫度傳感器(2)的對流換熱，提高了測量精度。