[发明专利]高温下间接测量摩擦应力的方法

说明书

本发明涉及一种高温下间接测量摩擦应力的压差测量装置，包括测量头和压差传感器，所述测量头上设有测压直孔和测压斜孔，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端与待测件外表面的流场连通，所述压差传感器的两个测量部分别测量所述测压直孔和所述测压斜孔内的气压；所述测量头嵌设于所述待测件，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端所在的端面与所述待测件的外表面齐平，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端的连线垂直于所述流场的来流方向，所述测压斜孔倾斜的迎向所述流场的来流方向。本发明还提供了一种高温下间接测量摩擦应力的方法。本发明提供的压差测量装置耐高温、结构简单，安装方便，对流场影响小，能够用于准确测量真实的表面摩擦应力。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及高温下间接测量摩擦应力的方法。

背景技术

摩擦应力对于流场和在流场中运动的物体影响很大，是一项关键性测量目标。通过测量压差，可以计算得到摩擦应力。但在极端的环境时，例如高温高速的条件下，测量摩擦应力传感器或测量压差的传感器均无法正常使用。而且现有的摩擦应力测量装置，不论是直接测量装置还是间接测量装置，通常体积较大，且安装时需要对待测件表面进行改造，破坏待测件自身的表面形状，干扰了待测件外部流场的分布，尤其是在高超声速的高温高速环境下，非平滑表面会使流场产生很大的扰动，使得表面摩擦应力测量失效，同时气动热尖端集中会导致摩擦应力传感器处聚集大量的气动热，可能烧毁测量装置，甚至烧毁待测件表面。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的摩擦应力测量装置无法在高温环境中使用，且会扰动流场，无法准确测量真实的表面摩擦应力的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高温下间接测量摩擦应力的压差测量装置，包括测量头和压差传感器，所述测量头上设有测压直孔和测压斜孔，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端与待测件外表面的流场连通，所述压差传感器的两个测量部分别测量所述测压直孔和所述测压斜孔内的气压；

所述测量头嵌设于所述待测件，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端所在的端面与所述待测件的外表面齐平，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端的连线垂直于所述流场的来流方向，所述测压斜孔倾斜的迎向所述流场的来流方向。

优选地，所述测量头采用耐高温的金属或合金制成。

优选地，所述测压斜孔与所述流场的来流方向夹角范围为25°～70°。

优选地，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端之间的最小距离范围为0～20mm；所述测压直孔和所述测压斜孔为直径相等的圆孔，直径范围为0.1～2mm；所述测压直孔和所述测压斜孔的长度范围为10～20mm。

优选地，还包括两个压力输出连接器，所述压差传感器的两个测量部分别通过所述压力输出连接器与所述测压直孔和所述测压斜孔连接。

优选地，所述测压直孔和所述测压斜孔的出气端与所述压力输出连接器之间设有压力连接通道；所述压力连接通道的输出端设有密封螺纹，所述压力输出连接器与所述压力连接通道螺纹连接。

优选地，所述测量头为圆柱形金属件，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端分别设置在所述圆柱形金属件圆心的两侧；所述测量头上还设有法兰安装部，用于将所述测量头固定安装到所述待测件。

本发明还提供了一种高温下间接测量摩擦应力的方法，包括如下步骤：

上述任一项所述的压差测量装置所测压差与其所测压差处的摩擦应力的关系式为：