[发明专利]一种带冷却水套的高温燃气动态压力引压装置

说明书

技术领域

本发明属于压力测量技术领域，具体为一种带冷却水套的高温燃气动态压力引压 装置。

背景技术

热能动力机械与装置在现代生活中起着十分重要的作用，各种不同类型、性能的 动力装置十分广泛地应用在汽车、拖拉机、火车、轮船、飞机、导弹、鱼雷等工农业、 交通、军事等各个领域。热能动力机械工作时，燃料通过能源供应与调节系统输送到 燃烧装置，在其中点火燃烧产生高温高压燃气驱动发动机做功。高温燃气的动态压力 是表征燃烧稳定性的重要参数，对于燃烧状态评估、异常分析及燃烧系统的改进具有 重要的指导作用。

燃烧装置出口燃气温度通常都在1000k以上，比如，推比10级别航空发动机燃烧 室出口燃气平均温度约1850k，推比15以上级别的发动机燃烧室出口温度高达2000k 以上。为了测量高温燃气的压力，人们不断将新材料、新工艺、新结构引入到传感器 的设计加工以提高其工作温度范围。南京高华公司研制出JC-025G高温压力传感器采 用分体式、双膜片结构，通过在连接前后膜片的毛细管中填充硅油及内置电路对零点、 满量程进行温度补偿和线性修正，使得传感器的工作温度提高至125℃。美国PCB公 司提供的064B型水冷适配器，与PCB动态压力传感器组合使用，可较大程度地提高 传感器的工作范围。总体而言，受压力传感器敏感元件和调理电路的工作温度范围及 传感器体积、重量的限制，普通压力传感器的工作温度上限只有400k左右。据公开资 料报道，最先进的压力传感器的工作温度上限也不超过1000k，这种传感器不但价格 昂贵而且限制出口。显然，目前的压力传感器技术水平在大部分情况下无法做到高温 燃气压力的原位测量。

在现有技术条件下，高温燃气压力的间接测量不失为一种简单可行且精度较高的 测量手段。最常用的高温燃气静态压力间接测量方法是采用一根较长的引压管并在管 内填充适量的冷却水或硅油，可满足燃气温度处于1500k左右时的压力测量。燃气温 度更高时，可采用恒温循环水系统冷却传感器，使得传感器在一个局部稳定的低温环 境下工作。不幸地是，测量动态压力时，一方面管道越长其共振频率越低，可能接近 甚至低于被测压力的频率，导致测量结果出现很大的测试误差；另一方面，管道中的 冷却液体会对燃气产生阻尼效应，消弱甚至消除燃气的压力的动态变化。

发明内容

燃烧装置出口燃气温度通常都在1000k以上，远高于动态压力传感器的工作温度 (400k左右)，需要用连接管道将被测压力引向测压传感器。由于测量动态压力的引 压管道长度较短且不能填充冷却液，高温燃气流动到测压传感器感应面温度几乎不降， 直接测量必然烧坏测压传感器。

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种带冷却水套的高温燃气动态压力 引压装置，具有成本低、安装易、接口通用的特点，能够对引压管进行冷却，并采用 动态压力传感器测量高温高压燃气动态压力。

本发明的技术方案为：

所述一种带冷却水套的高温燃气动态压力引压装置，其特征在于：由前引压管、 后引压管、螺母和水套组成；

所述前引压管的进气段能够插入被测的燃气压力采样管接头的出气段，且前引压 管进气段外壁面与燃气压力采样管接头出气段内壁面能够密封配合；

所述前引压管外壁面有凸缘；所述螺母套在前引压管上，并处于凸缘与前引压管 出气端之间；所述螺母能够沿前引压管管壁移动，并能够与燃气压力采样管接头出气 端螺纹固定连接；

所述前引压管的出气段为直径渐变的扩口管结构；

所述后引压管的进气端与前引压管出气端密封焊接固定；后引压管进气端内径等 于前引压管出气端内径；

所述水套由入口管、出口管和密封套在后引压管管壁上的冷却腔组成；入口管以 及出口管均与冷却腔连通，用于输入和输出冷却介质；

所述后引压管的末段为传感器安装段，能够安装温度传感器和压力传感器；

所述后引压管固有频率大于被测高温燃气动态压力频率的倍频值；传递到传感器 安装段的燃气温度低于压力传感器的工作温度上限。

进一步的优选方案，所述一种带冷却水套的高温燃气动态压力引压装置，其特征 在于：前引压管进气段内径等于燃气压力采样管接头进气段内径。