一种基于铂电阻的吊挂式双滞止罩总温探针头部

1.本发明涉及总温测试技术领域，特别涉及一种基于铠装铂电阻传感器、采用吊挂式双滞止罩的总温探针头部。


背景技术：

2.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，而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：
[0003][0004]
其中ηc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，πc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。
[0005]
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：
[0006][0007]
tg表示探针测得温度，t
t
表示来流总温，ts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
t
》tg》ts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。
[0008]
通常采用热电偶总温探针进行压气机流场总温测量时，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。


技术实现要素：

[0009]
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、采用吊挂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。
[0010]
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，提高传感器精度，并相应地改进滞止罩的结构，采用内、外两层滞止罩，内层滞止罩通过一连接段吊挂在外层滞止罩内部，便于加工和安装；内层滞止室内的气流在传感器顶部附近发生第一次滞止，并与传感器进行热交换，随后从内层滞止罩根部连接段内的出气孔流出，发生第二次滞止，经
过两次滞止气流速度显著降低，总温恢复特性较好；外层气流流入外层滞止罩，可以对传感器根部和内层滞止罩壁面进行充分加热，降低导热和辐射误差；内、外层滞止罩进口沿周向均匀开设多个进气槽，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)进口开设进气槽(4)，外层滞止罩(2)进口开设进气槽(5)；内层滞止罩与外层滞止罩之间有一连接段(7)，中心开设出气孔(6)，进入内层滞止罩的气流从此处流出。
[0011]
优选地，外层滞止罩(3)外径为其长度的23/32至25/32，外层滞止罩(3)壁厚为其外径的1/16至5/48。
[0012]
优选地，外层滞止罩进气槽(5)长度为外层滞止罩(3)长度的5/16至7/16，外层滞止罩进气槽(5)宽度为外层滞止罩(3)壁厚的1/2至1倍，外层滞止罩进气槽(5)周向均匀开设的数量为2至8个。
[0013]
优选地，内层滞止罩(2)长度为外层滞止罩(3)长度的21/32至23/32，内层滞止罩(2)外径为外层滞止罩(3)外径的5/8至17/24，内层滞止罩(2)壁厚为其外径的3/32至5/32。
[0014]
优选地，内层滞止罩进气槽(4)长度为内层滞止罩(2)长度的2/11至4/11，内层滞止罩进气槽(4)宽度为内层滞止罩(2)壁厚的1/2至1倍，内层滞止罩进气槽周向均匀开设的数量为2至8个。
[0015]
优选地，连接段(7)轴线与内层滞止罩(2)底面距离为内层滞止罩(2)长度的5/22至7/22，连接段(7)直径为内层滞止罩(2)长度的5/22至7/22，连接段(7)的上、下两头分别插入外层滞止罩(3)和内层滞止罩(2)预先打好的连接孔内并通过焊接固定。
[0016]
优选地，出气孔(6)直径为连接段(7)直径的1/2至5/6，铂电阻(1)伸入滞止罩内的长度为外层滞止罩长度(3)的19/32至21/32，铂电阻(1)直径为外层滞止罩(3)外径的7/32至9/32。
[0017]
与现有技术相比，本发明的一种基于铂电阻的吊挂式双滞止罩总温探针头部，由于采用铂电阻和双层滞止罩，与现有的采用热电偶和单层滞止罩的总温探针相比，有效提高传感器精度，减小速度误差、导热误差和辐射误差，总温测量精度更高；内、外层滞止罩进口均开设多个进气槽，有效拓宽了总温探针的气流不敏感角范围，能够在较大的气流角范围内使得总温恢复系数保持基本稳定。
附图说明
[0018]
图1是本发明实施例侧视图。
[0019]
图2是本发明实施例出气孔中心线所在面的剖面图。
[0020]
图3是本发明实施例俯视图。
[0021]
图4是本发明实施例正视图。
[0022]
附图中标记及相应零部件名称：1-铂电阻；2-内层滞止罩；3-外层滞止罩；4-内层滞止罩进气槽；5-外层滞止罩进气槽；6-连接段；7-出气孔。
具体实施方式
[0023]
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
用吊挂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。
[0024]
现结合说明书附图，来详细说明本发明所提供的一种基于铂电阻的吊挂式双滞止罩总温探针头部。
[0025]
图1、图2、图3、图4为本发明实施例的结构示意图，一种基于铂电阻的吊挂式双滞止罩总温探针头部，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)进口开设进气槽(4)，外层滞止罩(2)进口开设进气槽(5)；内层滞止罩与外层滞止罩之间有一连接段(7)，中心开设出气孔(6)，进入内层滞止罩的气流从此处流出。
[0026]
优选地，外层滞止罩(3)外径为其长度的3/4，外层滞止罩(3)壁厚为其外径的1/12。
[0027]
优选地，外层滞止罩进气槽(5)长度为外层滞止罩(3)长度的3/8，外层滞止罩进气槽(5)宽度为外层滞止罩(3)壁厚的1/2，外层滞止罩进气槽(5)周向均匀开设的数量为4个。
[0028]
优选地，内层滞止罩(2)长度为外层滞止罩(3)长度的11/16，内层滞止罩(2)外径为外层滞止罩(3)外径的2/3，内层滞止罩(2)壁厚为其外径的1/8。
[0029]
优选地，内层滞止罩进气槽(4)长度为内层滞止罩(2)长度的3/11，内层滞止罩进气槽(4)宽度为内层滞止罩(2)壁厚的1/2，内层滞止罩进气槽(4)周向均匀开设的数量为4个。
[0030]
优选地，连接段(7)轴线与内层滞止罩(2)底面距离为内层滞止罩(2)长度的3/11，连接段(7)直径为内层滞止罩(2)长度的3/11，连接段(7)的上、下两头分别插入外层滞止罩(3)和内层滞止罩(2)预先打好的连接孔内并通过焊接固定。
[0031]
优选地，出气孔(6)直径为连接段(7)直径的2/3，铂电阻(1)伸入滞止罩内的长度为外层滞止罩长度(3)的5/8，铂电阻(1)直径为外层滞止罩(3)外径的1/4。
[0032]
通过采用吊挂式的双层滞止罩，便于总温探针头部的加工和安装。
[0033]
通过采用铂电阻和双层滞止罩，与现有的采用热电偶和单层滞止罩的总温探针相比，能够提高传感器精度，有效减小导热误差和辐射误差，总温测量精度更高。
[0034]
通过内、外层滞止罩进口开设多个进气槽，有效拓宽了总温探针的气流不敏感角范围，能够在较大的气流角范围内使得总温恢复系数保持基本稳定。
[0035]
虽然描述了优选实施例，但是可对实施例进行各种改动或者替换，而不偏离本发明的精神和范围。因此可以理解本发明是以示例性方式而不是限制性方式进行描述。