[發(fā)明專利]一種用于高超聲速風(fēng)洞的快速響應(yīng)測(cè)溫裝置和測(cè)溫方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110860693.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN113310655B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;楊永能;楊海濱;付泰;吳冠青;黃颶;王曉宇;劉俊;杜俊;杜林峰;羅胤洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M9/02
• 分類號(hào): G01M9/02;G01M9/06;G01K7/02
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

1.一種用于高超聲速風(fēng)洞的快速響應(yīng)測(cè)溫裝置，其特征在于，所述的快速響應(yīng)測(cè)溫裝置包括直管型的靶體（1），靶體（1）的前端懸空，靶體（1）的后端固定在法蘭盤（5）上；靶體（1）上設(shè)置有一系列沿軸線方向分布并垂直于軸線的陶瓷墊片（4），靶體（1）內(nèi)設(shè)置有平行于軸線并依次穿過陶瓷墊片（4）的熱電偶（2）和加熱元件（3）；熱電偶（2）和加熱元件（3）穿過法蘭盤（5）后固定在頂蓋（6）的內(nèi)部空腔中，頂蓋（6）固定在法蘭盤（5）上；熱電偶（2）和加熱元件（3）的后端伸出頂蓋（6）的引出線（7）與現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8）連接，熱電偶（2）的前端伸出靶體（1）的前端，具有面向高超聲速風(fēng)洞高溫高壓氣流的測(cè)溫探頭（10）；現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8）內(nèi)設(shè)置有與加熱元件（3）連接的溫控器（9）；

靶體（1），采用GH3044材質(zhì)，作為高溫高壓氣流的承壓殼體，承受高溫高壓氣流沖擊，適用于高溫高壓氣流壓力小于6MPa，高溫高壓氣流溫度超過650℃；

熱電偶（2），K型鎧裝I級(jí)精度熱電偶，熱電偶（2）輸出信號(hào)接入至溫控器（9），在靶體（1）加熱時(shí)測(cè)量靶體（1）的溫度，加熱元件（3）加熱靶體（1）至預(yù)設(shè)溫度后停止加熱，等待高溫閥切換后，高溫高壓氣流進(jìn)入穩(wěn)定段；高溫高壓氣流進(jìn)入穩(wěn)定段后，熱電偶（2）的測(cè)溫探頭（10）用于測(cè)量穩(wěn)定段內(nèi)高溫高壓氣流的溫度；

加熱元件（3），為纏繞在陶瓷棒上的電加熱絲，電加熱絲為高溫合金材料Cr20Ni80，將靶體（1）加熱至500℃～600℃；

陶瓷墊片（4），靶體（1）內(nèi)上、中、下部共安裝三個(gè)陶瓷墊片（4），陶瓷墊片（4）中間開一個(gè)大孔和小孔，加熱元件（3）從陶瓷墊片（4）中的大孔穿過，熱電偶（2）從陶瓷墊片（4）中的小孔穿過，使加熱元件（3）、熱電偶（2）和靶體（1）之間相互絕緣，此外，陶瓷墊片（4）還起到支撐和穩(wěn)定靶體（1）內(nèi)部加熱元件（3）和熱電偶（2）的作用；

法蘭盤（5），采用06Cr25Ni20材質(zhì)，將靶體（1）插入高超聲速風(fēng)洞穩(wěn)定段，通過法蘭與穩(wěn)定段固定連接；

頂蓋（6），可拆卸，內(nèi)部安裝陶瓷墊片（4），加熱元件（3）和熱電偶（2）引出線（7）采用耐高溫膠水密封，陶瓷墊片（4）上安裝石棉密封墊，用頂蓋（6）壓緊，起到密封的作用；

引出線（7），包括加熱元件（3）和熱電偶（2）的引出線；

現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8），用于手動(dòng)、自動(dòng)控制切換和溫度顯示；

溫控器（9）用于控制加熱元件（3）進(jìn)行加熱，當(dāng)靶體（1）達(dá)到高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)所需的溫度時(shí)，溫控器（9）斷開線路，加熱元件（3）停止加熱；

測(cè)溫探頭（10），用于測(cè)量穩(wěn)定段內(nèi)高溫高壓氣流的溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高超聲速風(fēng)洞的快速響應(yīng)測(cè)溫裝置，其特征在于，所述的加熱元件（3）為電加熱絲，電加熱絲纏繞在平行于靶體（1）的軸線并依次穿過陶瓷墊片（4）的陶瓷棒上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1~2所述的任意一種用于高超聲速風(fēng)洞的快速響應(yīng)測(cè)溫裝置的測(cè)溫方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.將快速響應(yīng)測(cè)溫裝置通過法蘭盤（5）安裝在高超聲速風(fēng)洞的穩(wěn)定段上；

b.高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)前，現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8）控制加熱元件（3）加熱靶體（1），熱電偶（2）實(shí)時(shí)測(cè)量靶體（1）的溫度并反饋至溫控器（9），當(dāng)靶體（1）達(dá)到高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)所需的溫度時(shí)，溫控器（9）斷開線路，加熱元件（3）停止加熱；

c.啟動(dòng)高超聲速風(fēng)洞，開始高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)，切換高超聲速風(fēng)洞的高溫閥，熱電偶（2）的測(cè)溫探頭（10）面向高超聲速風(fēng)洞高溫高壓氣流，測(cè)溫探頭（10）測(cè)量氣流溫度并反饋至現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8）進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)；

d.高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)束，切換高超聲速風(fēng)洞的高溫閥，現(xiàn)場(chǎng)控制箱（8）控制快速響應(yīng)測(cè)溫裝置斷電。