[发明专利]一种测量跨音三维非定常流场的动态温度压力组合探针

说明书

本发明属于温度、压力测试技术领域，公开了一种测量跨音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针头部、支杆，探针头部为楔顶棱柱状结构，迎风面包括楔顶斜平面、正平面、左侧平面和右侧平面，背风面为圆柱弧面，其内封装4支动态压力传感器、1支动态温度传感器，温度传感器头部露出楔顶斜面，在探针头部迎风面开有4个互不相通的压力感受孔，分别与4个压力传感器连通，传感器线缆通过支杆内通道引出探针尾部。与现有流场测试探针相比，本发明经过校准风洞标定，能同时测得跨音来流温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度随时间的变化，为叶轮机实验提供了一种高效、准确、全面测量跨音三维非定常流场的手段。

技术领域

本发明属于温度、压力测试技术领域，涉及跨音速三维非定常流场的动态温度、动态压力测量装置，具体涉及一种测量跨音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，适用于叶轮机械进口、出口和级间跨音速三维动态流场的测试。

背景技术

进口流场存在动态温度、动态压力组合畸变会严重影响航空发动机压气机、风扇气动性能，甚至造成发动机失速、喘振，研究动态温度、动态压力组合畸变的影响，迫切需要对存在动态温度、动态压力组合畸变的跨音速压气机进口、级间、转子出口跨音速三维动态流场进行测量。目前只能采用动态压力传感器测量动态压力信号，采用小惯性热电偶测量动态温度信号，采用常规的稳态压力探针测量总压分布，不能提供更多的三维非定常流场信息，急需更有针对性的测量手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对动态温度、动态压力组合畸变影响实验研究中测量手段不足问题，发明一种测量跨音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，与现有的流场测试探针相比，能同时测得跨音速来流的温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度分量随时间的变化。

本发明的技术解决方案是：

1、一种测量跨音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，所述探针头部(1)为楔顶棱柱状结构，其内部封装4支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，探针测量时探针头部(1)的迎风面包括楔顶斜平面(3)、正平面(4)、对称的左侧平面(5)和右侧平面(6)，背风面为圆柱弧面(7)；动态温度传感器头部(8)露出楔顶斜平面；在探针头部(1)的楔顶斜面(3)上，开有一个压力感受孔，为上孔(9)，在探针头部(1)正平面(4)、对称的左侧平面(5)和右侧平面(6)各开有1个压力感受孔，分别为中孔(10)、左孔(11)、右孔(12)，这4个互不相通的压力感受孔，分别与探针头部(1)内的4个动态压力传感器连通。

2、进一步，探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型管道。

3、进一步，探针头部(1)的圆柱弧面(7)的轴线与探针支杆(2)的轴线重合。

4、进一步，探针头部(1)露出楔顶斜面的动态温度传感器头部(8)中心线与上孔(9)中心线、中孔(10)中心线、探针支杆(2)轴线在同一个平面上，左侧平面(5)和右侧平面(6)沿该平面对称，左孔(11)和右孔(12)沿该平面对称分布。

5、进一步，探针头部(1)的正平面(4)宽1毫米至2毫米，左侧平面(5)和右侧平面(6)夹角为30°至90°。

6、进一步，探针头部(1)楔顶斜平面(3)与探针支杆(2)轴线的夹角为28°至54°。

7、进一步，动态温度传感器安装在探针头部(1)楔顶棱柱状结构内后方，动态温度传感器头部(8)露出楔顶斜面0.5毫米至3毫米。

8、进一步，探针头部(1)楔顶斜面(3)上的上孔(9)，在温度传感器头部(8)的前下方，上孔(9)的直径为0.6毫米至1.5毫米，圆心与楔顶斜面(3)底边距离为1毫米至5毫米。