一种测量亚音速流场多点总温总压八孔探针

摘要

本发明属于叶轮机试验测试技术领域，公开了一种测量亚音速流场多点总温总压八孔探针，包括探针支杆1、探针头部2、过渡段3、引压管4和温度传感器线缆5，所述的探针支杆1、探针头部2均为圆柱形，探针头部2通过过渡段3连接到探针支杆1上，所述探针头部2的圆柱面前端开有八个感受孔，包括五个压力感受孔和三个温度感受孔，所述的五个压力感受孔分别与探针头部2内封装的五个引压管连通，三个温度感受孔分别与温度传感器连通，引压管和温度传感器线缆通过探针支杆1内通道引出探针尾部。与现有的探针相比，本发明经过校准标定，可以同时测量流场中一个位置点的流速、流动方向，以及多个位置点的总温、总压，适用于亚音速的风扇、压气机、泵、风机等进出口和级间的流场测试。

说明书

技术领域

本发明属于叶轮机械试验测试领域，涉及一种测量亚音速流场多点总温总压八孔探针，本发明能够在亚音速流场内进行多点总温总压的测量，能够实现精确的测量。

背景技术

目前，在叶轮机械领域，尤其是航空发动机流场测试领域，压力和温度的测量广泛使用压力探针和温度探针。使用压力探针能够进行总压、静压、马赫数、流动方向的测量。压力探针不能进行温度测量，因此无法通过压力探针测得的数据计算得到流场的流速。目前测量来流温度通常采用单独的总温探针，总温探针可以测得来流的总温。

现有的探针测试技术中，对于同时需要测量温度和压力的流场，现有的探针测试手段只能分别使用压力探针和温度探针进行测量。这种方法操作复杂、成本高，并且可能会带来额外的误差。本发明提出一种亚音速流场多点总温总压八孔探针，使用单个探针即可同时进行压力和温度的测量，能够同时测得流场中多个位置点的总温、总压、流速、流动方向等流动参数。经校准标定可实现精确测量，可以应用于叶轮机械试验测试中。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对目前叶轮机试验测试中，温度探针和压力探针总是被分开单独使用，试验时间长、成本高、操作复杂等问题，本发明提出一种亚音速流场多点总温总压八孔探针，使用单个探针即可同时进行压力和温度的测量，能够同时测得流场中多个位置点的总温、总压、流速、流动方向等流动参数。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种测量亚音速流场多点总温总压八孔探针，其特征是，所述探针包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、引压管(4)和温度传感器线缆(5)，所述探针支杆(1)、探针头部(2)均为圆柱形，探针头部(2)通过过渡段(3)连接到探针支杆(1)上；探针头部(2)的圆柱面前端开有八个感受孔，分别为压力感受孔1(6)、温度感受孔1(7)、压力感受孔2(8)、压力感受孔3(9)、压力感受孔4(10)、温度感受孔2(11)、压力感受孔5(12)和温度感受孔3(13)，八个感受孔中心线平行且垂直于探针头部(2)柱体的中心线；五个压力感受孔分别与探针头部(2)内封装的五个引压管连通，三个温度感受孔分别与温度传感器连通，引压管(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。

进一步，压力感受孔1(6)和压力感受孔5(12)均为圆形孔，且尺寸相同；温度感受孔1(7)、温度感受孔2(11)和温度感受孔3(13)相同，均为圆形孔，且尺寸相同，孔内各装有一个温度传感器；压力感受孔2(8)、压力感受孔3(9)和压力感受孔4(10)为互不相同的感受孔，三个孔的圆心位于同一平面内，并与柱体底面平行。

进一步，压力感受孔2(8)、压力感受孔4(10)沿压力感受孔3(9)中心线和柱体中心线所在的平面对称分布，直径相同，均为0.2～2毫米，压力感受孔2(8)和压力感受孔4(10)中心线夹角为60°～100°。

进一步，温度感受孔1(7)、温度感受孔2(11)和温度感受孔3(13)的几何、尺寸都相同，直径为0.5～3毫米，压力感受孔1(6)与温度感受孔1(7)，压力感受孔5(12)与温度感受孔3(13)中心之间的距离为1.1倍孔直径～2倍孔直径。

进一步，探针支杆(1)为圆柱形结构，起到支承作用，探针支杆(1)内部开有通道，引压管(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。

进一步，温度传感器可以是热电偶，也可以是热电阻。

本发明的有益效果是：

本发明的亚音速流场多点总温总压八孔探针，能够通过单个探针同时进行总温、总压、流速和流动方向的测量；能够使用单个探针获得多个位置点的流场参数，能够真实地反映多个位置点的流动情况；能够减少探针的使用数目，从而可以减弱探针数目过多给流场带来的干扰；同时探针使用数目的减少，也能够减少试验测试的成本、减小实验测试的复杂程度，使得试验测试过程中试验操作更易进行。

附图说明

图1是本发明的亚音速流场多点总温总压八孔探针示意图。

图2是图1的俯视图。

其中：1-探针支杆，2-探针头部，3-过渡段，4-引压管，5-温度传感器线缆，,6-压力感受孔1，7-温度感受孔1，8-压力感受孔2，9-压力感受孔3，10-压力感受孔4，11-温度感受孔2，12-压力感受孔5，13-温度感受孔3。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图对本发明的亚音速流场多点总温总压八孔探针进行详细阐述，以使本发明的特征和优点能够更易于被本领域的技术人员理解，从而能够对本发明的保护范围做出更清楚明确的界定。

如附图1所示，本实施例中介绍了一种亚音速流场多点总温总压八孔探针，包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、引压管(4)和温度传感器线缆(5)，所述的探针支杆(1)、探针头部(2)均为圆柱形，探针头部(2)通过过渡段(3)连接到探针支杆(1)上，所述探针头部(2)的圆柱面前端开有八个感受孔，包括五个压力感受孔和三个温度感受孔，所述的五个压力感受孔分别与探针头部(2)内封装的五个引压管连通，三个温度感受孔分别与温度传感器连通，引压管和温度传感器线缆通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。五个压力感受孔中，压力感受孔1(6)、压力感受孔3(9)和孔压力感受5(12)为总压测量孔，可以测量来流总压，压力感受孔2(8)、压力感受孔3(9)和压力感受孔4(10)组合起来可以测量二维流场的马赫数和流动方向。五个压力感受孔分别与探针头部内封装的五个引压管连通。三个温度感受孔内装有温度传感器，可以进行多点总温的测量。引压管和温度传感器线缆通过探针支杆内通道引出探针尾部。

如附图1所示，将本发明的亚音速流场多点总温总压八孔探针探入被测的流场，压力感受孔3(9)朝向来流方向，探针支杆中心线垂直于来流方向。探针头部压力感受孔1(6)、压力感受孔3(9)和压力感受孔5(12)可以测得多个位置点的来流总压，压力感受孔2(8)、压力感受孔3(9)、压力感受孔4(10)可以测得来流马赫数和流动方向。温度感受孔1(7)、温度感受孔2(11)和温度感受孔3(13)可以测得多个位置点的总温。