[发明专利]一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置

说明书

本发明涉及一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置，包括外套组件和测量组件；测量组件包括热传导敏感元件、隔热套、支撑件、温度传感器、接地导线和电阻；热传导敏感元件的上部嵌入前套件中，与前套件之间留有空气缝隙，并且上端面与前套件的前端面平齐；热传导敏感元件的下部外侧包覆有隔热套，用于将热传导敏感元件与前套件内壁之间的缝隙封闭，隔热套上设置有通孔；热传导敏感元件的底面固接有温度传感器和接地导线，温度传感器上串联有电阻；温度传感器穿过通孔和空腔延伸至测量装置的外部；接地导线的另一端和支撑件相接；支撑件与前壳体固定连接，用于固定隔热套在内的位置。该装置能准确地、精确地测量强电磁环境下的高焓流场热流。

技术领域

本发明涉及热流测量技术领域，尤其涉及一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置。

背景技术

高超声速飞行器研制是我国航空航天领域未来长期的战略目标，其在严酷的服役环境中受严重的气动加热作用，产生的高热流密度和高温严重威胁着飞行器和人员的安全。为此，必须采用耐高温的防热材料对飞行器进行热防护以满足飞行试验的需求。评估和鉴定飞行器热防护材料使用性能(催化、辐射、氧化)，需要在能够模拟飞行气动热环境和流场的实际组分的高焓感应耦合等离子体设备中进行大量地面试验。

准确理解高焓感应耦合等离子体设备所产生的流场和防热材料之间的气动加热的传热传质过程，量化其关键技术指标—热流密度，是开展防热材料使用性能地面模拟试验的基础，也是进一步优化飞行器结构效率的关键一环。因此，开展高焓感应耦合等离子体设备流场热流密度测量就显得尤为重要。

感应耦合等离子体设备由于是通过电磁感应耦合加热产生等离子体，具有流场纯净、高焓、强电磁等特点。在此环境下，使用常规的热流传感器开展流场热流测量会受到强电磁的干扰，因此需要设计一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置，保证热流结果的准确性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种用于强电磁环境下的高焓流场热流测量装置，所述测量装置包括外套组件和测量组件；

所述外套组件包括前套件和后壳件；前套件和后壳件固定连接以形成内部具有容纳部分或全部测量组件的空腔的外套组件；

所述测量组件包括热传导敏感元件、隔热套、支撑件、温度传感器、接地导线和电阻；

所述热传导敏感元件的上部嵌入所述前套件中，与前套件之间留有空气缝隙，并且上端面与所述前套件的前端面平齐；所述热传导敏感元件的下部外侧包覆有隔热套，用于将所述热传导敏感元件与所述前套件内壁之间的缝隙封闭，所述隔热套上设置有通孔；

所述热传导敏感元件的底面固接有温度传感器和接地导线，温度传感器上串联有电阻；所述温度传感器穿过所述通孔和所述空腔延伸至测量装置的外部；所述接地导线的另一端和所述支撑件相接；

所述支撑件与所述前壳体固定连接，用于固定所述隔热套在所述内的位置。

优选地，所述空气缝隙的宽度为0.01～1mm。

优选地，所述空气缝隙内填充有隔热材料。

优选地，所述隔热材料为氧化铝和水玻璃按照1：(1～5)的体积比组成的混合物；

优选地，所述隔热材料为氧化铝和水玻璃按照1：(3～4)的体积比组成的混合物。

优选地，所述前壳体的前端为弧形凸起或平面。

优选地，所述热传导敏感元件包括圆柱体本体和设置在所述圆柱体本体顶部的前端面；