[发明专利]大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器

说明书

本发明属于温度测试领域，涉及高温测量与现场校准用的温度传感器，具体涉及一种大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，适用于亚音速带压条件下2100K以下高温气流温度测量与现场校准。本发明采用大长径比L型双屏蔽式结构，以贵金属合金作为温度传感器的外壳材料，敏感元件采用铂铑30‑铂铑6或铂铑40‑铂铑20等贵金属热电偶，通过传热、气动理论分析与计算，优化关键尺寸，保证温度传感器的综合测温偏差足够小，从而得到能应用于亚音速带压条件下、2100K以下高温气流温度测量与现场校准的温度传感器。它具有耐温高、准确度高、寿命长等优点，能够解决2100K以下高温气流温度的准确测量与现场校准问题。

技术领域

本发明属于温度测试领域，涉及高温测量与现场校准用的温度传感器，具体涉及一种大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，适用于亚音速带压条件下2100K以下高温气流温度测量与现场校准。

背景技术

目前，气流高温传感器的校准，都是在热校准风洞上进行，参考温度传感器采用直型双屏吸气偶，用真空泵为双屏吸气偶抽气，以实现环形流道内高的内流速度，提高双屏吸气偶的测温准确度。实际上，多数气流高温传感器都是在带压的条件下工作，而目前国内的热校准风洞均为常压，由于压力对气流高温测量结果具有显著的影响，所以在常压热校准风洞上对气流高温传感器进行校准，会产生很大的偏差。另外，热校准风洞的壁温等条件也不能完全模拟被校准气流高温传感器的实际使用条件，也会产生一定的误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中气流高温传感器校准结果偏差大的问题，提出了一种大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，可用于亚音速带压条件下2100K以下高温气流温度测量与现场校准。

本发明的目的是通过下述技术方案解决的。

本发明提出的一种大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其包括：热电偶丝、绝缘瓷管、内屏蔽罩、外屏蔽罩、屏间支架、加强肋、支撑杆、安装法兰和高温水泥。

所述传感器采用L型的双屏蔽式结构。内屏蔽罩和外屏蔽罩均为一字型结构；内屏蔽罩置于外屏蔽罩之内，二者轴线重合。内屏蔽罩和外屏蔽罩分别与支撑杆垂直；内屏蔽罩和外屏蔽罩在绝缘瓷管的折转位置与支撑杆的一端固定连接。内屏蔽罩和外屏蔽罩的轴线与被测气流方向平行。内屏蔽罩的壁厚取0.5mm～1.5mm，外屏蔽罩的壁厚取0.5mm～2mm。外屏蔽罩的内径与内屏蔽罩的外径之比为1.5～2.5。

热电偶丝与绝缘瓷管均为L形结构。热电偶丝穿入绝缘瓷管后，装入内屏蔽罩和支撑杆中。在绝缘瓷管与内屏蔽罩之间以及绝缘瓷管与支撑杆之间分别填充高温水泥，用于固定和密封，高温水泥的填充厚度不小于5mm。

内屏蔽罩的长度与外径之比均不小于5；外屏蔽罩的长度与外径之比不小于5；热电偶丝伸出绝缘瓷管的长度与热电偶丝直径之比不小于10；内屏蔽罩的头部与外屏蔽罩的头部的轴向距离为外屏蔽罩内径的1～2倍；热电偶丝的头部与内屏蔽罩的头部的轴向距离为内屏蔽罩内径的1～2倍。

内屏蔽罩上有内屏蔽罩入气孔和内屏蔽罩出气孔。内屏蔽罩入气孔位于内屏蔽罩靠近热电偶丝头部的端面上；内屏蔽罩出气孔与绝缘瓷管靠近热电偶丝头部的端面相切。

外屏蔽罩上有外屏蔽罩入气孔和外屏蔽罩出气孔。外屏蔽罩入气孔位于外屏蔽罩靠近热电偶丝头部的端面上；外屏蔽罩出气孔位于外屏蔽罩远离热电偶丝头部的端面上。

屏间支架固定在内屏蔽罩和外屏蔽罩之间；屏间支架的外形为长方体薄板状，屏间支架面积最小的面迎风。屏间支架的迎风面积与外屏蔽罩和内屏蔽罩之间的环形流道截面积之比不大于0.1。屏间支架用于支撑外屏蔽罩，避免外屏蔽罩在高温作用下发生变形，同时用来调节内流速度的分配。屏间支架焊接于内屏蔽罩外表面，多个屏间支架沿圆周方向均匀分布，其轴向位置设在外屏蔽罩的中间位置。