专利名称：可测回流的近壁热线探针的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热线探针，具体来说，是一种可应用于压气机近壁测量和回流测量的热线探针，属于叶轮机械领域。
背景技术：
研究端壁区流动可以提高压气机效率，增加其稳定性。热线探针具有较小的测量体积，高频响(好的空间和时间分辨率)，通频带较宽，对马赫数和雷诺数都很敏感，适合各种流场，特别是对于低速流场和低紊流流场研究中显示了较大的优越性。所以采用热线探针测量近壁流场具有很大优势。目前国内外关于近壁热线测量的研究工作非常多，也取得了非常多的成果。国内外研究的近壁热线测量主要是使用表面热膜、丹迪或TSI公司生产的现成的边界层热线探针和MEMS传感器，这些手段主要是用于风洞实验或平板模拟实验中；而其中能够应用于压气机近壁测量的MEMS传感器不能连续调节热线与壁面的距离，且无法测得压气机内部流场的回流。
实用新型内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种可用于压气机近壁测量和回流测量的热线探针，包括探针外套、探针内套、支杆和热丝。其中,探针外套为筒状,一端密封,且开有支杆穿出槽；探针内套为筒状，同轴设置于探针外套内部，探针内套外径与探针外套内径相匹配。上述探针内套内部固定填充有绝缘材料，绝缘材料内沿探针内套轴向固定设置有两根支杆；两根支杆的探测端由探针外套密封端上的支杆穿出槽穿出；两根支杆的探测端同向弯折，且两根支杆的探测端间固定有热丝，两根支杆间还安装有绝缘挡块，使绝缘挡块与热丝在竖直平面内的投影重合。通过上述结构，可将热线探针中的探针外套嵌入到压气机机匣侧壁中，使支杆的探测端位于压气机内部，随后通过螺栓穿过探针外套上突缘将探针外套与压气机固定；在固定时，需要保证探针外套的密封端端面与机匣近壁面齐平；由此通过探针内套与探针外套间的活塞运动，精确调节并控制近壁热丝与压气机近壁间的距离。本实用新型的优点在于:1、本实用新型热线探针可用于测量压气机的叶尖间隙等壁面流动，并且热线与壁面的距离可以连续变化，且可测量压气机内部流场的回流；2、本实用新型热线探针在近壁测量过程中，整个探针没有处于流场中，只有极细的支杆3处于流场中，对流场的干扰很小；3、本实用新型结构简单，安装方便，应用范围广泛。
[0012]图1本实用新型热线探针整体结构图；图2本实用新型热线探针安装方式示意图。图中:1-探针外套 2-探针内套 3-支杆 4-热丝5-支杆穿出槽6-外突边缘 7-挡块 8-限位滑槽9-销钉10-机匣11-垫片 701-套管702-套管连接管
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作出进一步说明。本实用新型可测回流的近壁热线探针，包括探针外套1、探针内套2、支杆3和热丝4，如图1所示；其中，探针外套1为筒 状，一端密封，且开有用于支杆3穿过的支杆穿出槽5 ；探针外套I筒另一端具有外突边缘6，外突边缘6上开有固定孔，通过螺栓穿过固定孔，可实现探针外套I与压气机机匣间的固定。探针内套2为筒状结构，同轴设置于探针外套I内部，探针内套2外径与探针外套I内径相匹配，使探针内套2与探针外套I间可进行活塞运动。上述探针内套2内部固定填充有绝缘材料,绝缘材料内沿探针内套2轴向固定设置有两根相互平行的支杆3，两根支杆3间距为1.6^2.0mm。两根支杆3的探测端由探针外套I密封端上的支杆穿出槽5穿出，自由端伸出绝缘材料，用来连接后续测量仪器。使两根支杆3的探测端同向弯折，使探测端端部与支杆3弯折点间的垂直距离约为2mm。所述热丝4焊接固定在两根支杆3的探测端间，用于测量流场；由此通过探针内套2与探针外套I间的活塞运动，实现两根支杆3上的热丝4伸出探针外套I的长度调节。为了使本实用新型近壁热线探针可测得压器机内部气流的回流，因此在两根支杆3间安装有绝缘挡块7，使绝缘挡块7与热丝4在竖直平面内的投影重合；本发明中绝缘挡块7由两根套管701与套管连接件702构成的一体化结构，其中，两根套管701水平设置，两根套管701通过与套管701垂直的套管连接件702相连，形成H型结构。两根套管701分别套在两根支杆3上，套接后使套管连接件702与热丝4在竖直平面内的投影重合；由此，当流场中的速度是正向的时候，挡块7没有对热丝4进行遮挡，使热线探针能够正常的测量到流场中的速度；当流场中的速度是反向的时候，此时，挡块7对热丝4进行遮挡，热线探针不能正常的测量到流场中的速度，由此在热线探针上安装挡块7可以使得热线探针测得流场中的回流。上述探针外套I侧壁轴向上开有限位滑槽8，探针内套2上开有定位孔，定位孔与限位滑槽8位置对应，由此通过销钉9 一端固定在定位孔中，另一端位于滑槽内，由此可实现对探针外套I与探针内套2间的活塞运动限位，进而限制两根支杆3的探测伸出探针外套I的长度，从0.1mm到IOmm变化；同时限制了对探针外套I与探针内套2间的周向位移。本实用新型热线探针适用于压气机近壁测量，在实施过程中，将热线探针中的探针外套I嵌入到压气机机匣侧壁中，使支杆3的探测端位于压气机内部，随后通过螺栓穿过探针外套I上突缘将探针外套I与压气机固定；在固定时，需要保证探针外套I的密封端端面与机匣近壁面齐平，因此可通过在压气机机匣外壁与探针外套I上突缘间设置不同厚度的垫片来进行调节；从而保证只有支杆3探测端处于压气机内部流场中，有效减小对流场的干扰；由此通过探针内套2与探针外套I间的活塞运动，精确调节并控制近壁热丝4与压气机近壁间的距离。
权利要求1.可测回流的近壁热线探针，包括探针外套、探针内套、支杆和热丝；其中，探针外套为筒状，一端密封，且开有支杆穿出槽；探针内套为筒状，同轴设置于探针外套内部，探针内套外径与探针外套内径相匹配； 上述探针内套内部固定填充有绝缘材料，绝缘材料内沿探针内套轴向固定设置有两根支杆；两根支杆的探测端由探针外套密封端上的支杆穿出槽穿出；两根支杆的探测端同向弯折，且两根支杆的探测端焊接有热丝，两根支杆间还安装有绝缘挡块，使绝缘挡块与热丝在竖直平面内的投影重合。
2.如权利要求1所述可 测回流的近壁热线探针，其特征在于:所述两根支杆间距为1.6 2.0mm0
3.如权利要求1所述可测回流的近壁热线探针，其特征在于:所述两根支杆的探测端端部与支杆弯折点间的垂直距离为2mm。
4.如权利要求1所述可测回流的近壁热线探针，其特征在于:所述绝缘挡块由两根套管与套管连接件构成的一体化结构，其中，两根套管水平设置，两根套管通过与套管垂直的套管连接件相连；其中，两根套管分别套在两根支杆上，套接后使套管连接件与热丝在竖直平面内的投影重合。
5.如权利要求1所述可测回流的近壁热线探针，其特征在于:所述探针外套侧壁轴向上开有限位滑槽，探针内套上开有定位孔，定位孔与限位滑槽位置对应；销钉一端固定在定位孔中，另一端位于滑槽内。
专利摘要本实用新型公开了一种可测回流的近壁热线探针，包括探针外套、探针内套、支杆和热丝；其中，探针外套与探针内套间周向定位，可进行活塞运动，支杆为两根，沿探针内套轴线设置通过绝缘材料固定于探针内套内；两根支杆的探测端伸出探针外套顶端的开槽，两根支杆的探测端间焊接有热丝。由此将探针外套固定嵌入压气机机匣侧壁，使探针外套顶端面与机匣近壁面齐平，从而通过探针内套与探针外套间的活塞运动，实现热丝与压气机机匣近壁面间的距离调节。本实用新型中还在两根支杆间设置有挡块，使挡块与热丝在竖直面上的投影重合，实现回流的测量。本实用新型的优点为可以连续的测量压气机近壁不同距离的流场，且能测得回流并对流场干扰小。
文档编号G01M9/06GK203083805SQ20132003945
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月24日 优先权日2013年1月24日
发明者刘涛, 王洪伟 申请人:北京航空航天大学