[发明专利]一种基于铂电阻的内胆式双滞止罩总温探针头部

说明书

本发明涉及总温测试技术领域，具体涉及一种基于铂电阻传感器、采用内胆式双滞止罩的总温探针头部。为了解决现有总温探针头部测量精度不足、不敏感角范围窄的问题，采用铂电阻替代热电偶作为感温元件，传感器精度更高；采用内、外两层滞止罩，内层滞止罩形似内胆，沿气流流入的方向，内壁按双纽线收缩，外壁按直线段收缩，并依靠前端的安装环与外层滞止罩顶面连接定位；内胆式双滞止罩的结构使得外层滞止腔内的气流能够对传感器根部和内层滞止罩壁面进行充分加热，减小导热和辐射误差；相较于单层滞止罩，双层滞止罩内流速度更低，气流的滞止效果更好，能够显著减小速度误差；进口采用双纽线倒角型式，能够有效拓宽总温测量的不敏感角范围。

技术领域

本发明涉及总温测试技术领域，特别涉及一种基于铂电阻传感器、采用内胆式双层滞止罩的总温探针头部。

背景技术

对于航空发动机的压气机部件，等熵效率是重要的性能参数，其能够衡量压气机的先进性和经济性。通常在压气机部件实验中，采用温升法或扭矩法测量等熵效率，对于单级压气机等熵效率，只能采用温升法进行测量。温升法测量压气机等熵效率的计算公式如下：

其中η_c表示压气机等熵效率，T_t1和T_t2分别表示压气机进、出口总温，π_c表示压气机总压比，k表示比热比。对于温升法测量等熵效率而言，进出口温升越小，精确测量等熵效率的难度越大，其主要原因在于进出口温升相对测量误差较大。

总温探针测量气流总温的性能通常采用总温恢复系数r来评价，其定义为：

T_g表示探针测得温度，T_t表示来流总温，T_s表示来流静温，由于气流绕流总温探针时存在一定的滞止效应，却又不能完全滞止，而且受限于传感器精度、支杆导热和辐射作用的影响，恒有T_tT_gT_s成立。由此可知，探针测得温度与来流总温越接近，总温恢复系数越接近于1，总温探针的性能越好。

通常采用热电偶总温探针进行压气机流场总温测量，其主要存在三个方面的缺陷：其一，热电偶传感器精度较差；其二，在气流速度较高时，常规总温探针采用的单层滞止罩难以避免较大的速度误差，并且在气流角增大时总温恢复系数大大降低；其三，总温测量虽然在与外界环境温度差别不大的流场中进行，但仍存在一定的导热误差和辐射误差。因此，急需发展能够在小温升压气机性能测试中进行总温高精度测量、具有宽不敏感角范围的总温探针头部。

发明内容

针对现有技术上的缺陷，本发明的核心目的在于，提供一种基于铂电阻传感器、采用内胆式双滞止罩的总温探针头部，以解决现有总温探针头部测量精度不足、不敏感角范围窄的问题。

为了解决上述技术问题，采用铂电阻替代热电偶作为感温元件，传感器精度更高；相应地改进滞止罩的结构，采用内、外两层滞止罩，内层滞止罩形似内胆，沿气流流入的方向，内壁按双纽线收缩，外壁按直线段收缩，并依靠前端的安装环与外层滞止罩顶面连接定位，安装较为方便；气流由内层滞止罩进口流入内层滞止室并与传感器进行换热，然后由内层滞止罩根部的出气孔流到外层滞止室内，最后由外层滞止罩顶部的出气孔流出，在这一过程中外层滞止腔内的气流能够对传感器根部和内层滞止罩壁面进行充分加热，减小导热和辐射误差；相较于单层滞止罩，双层滞止罩内流速度更低，气流的滞止效果更好，能够显著减小速度误差；进口采用双纽线倒角型式，能够有效拓宽总温测量的不敏感角范围。其特征在于：由铂电阻(1)、内层滞止罩(2)和外层滞止罩(3)组成；铂电阻(1)作为总温探针的感温元件，可根据具体环境选择铠装或裸装的型式；内层滞止罩(2)前端开设进气口(4)，加工有双纽线型式的倒角；内层滞止罩(2)侧壁靠近底面的位置沿周向均匀开设2个或多个内出气孔(5)；外层滞止罩(3)侧壁靠近顶面的位置沿周向均匀开设2个或多个外出气孔(6)。