在高温流场中对辐射压强同步测量的探针及应用方法与流程

本发明涉及一种风洞试验领域。更具体地说，本发明涉及一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针及应用方法。

背景技术：

1、高温流场的温度、压强是表征流场状态的重要参数，通过温度和压强的测量可以计算出高温流场焓值。高温流场自发辐射与流场温度、组分密切相关，对流场辐射信号进行探测是进行高温流场测温的一个重要手段。

2、目前，对高温流场压强测量一般是通过带有引压孔的探针连接压强传感器然后伸入高温流场中进行测量。对于高温流场温度只能通过光谱的方法测量，大致可以分为吸收光谱法、发射光谱法、荧光光谱法和散射光谱法等。一般来说，对高温流场辐射进行探测主要是通过在流场外部架设探测设备的方法，从侧面(与流动方向成一定角度)收集流场辐射信号，无法进入流场内部进行信号收集，同时，压强探针通常也与辐射信号测量系统相互独立，无法进行同步测量。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，包括：

3、与高温流场出口位置相配合的水冷支架；

4、设置在水冷支架上，并与高温流场气流方向相配合的探头；

5、其中，所述探头通过外壳和内壳限定得到水冷通道，所述水冷通道通过相配合的连接管路与外部供水模块连通；

6、所述外壳内设置有与水冷支架上压强传感器连通的测压模块；

7、所述外壳内设置有与光信号分析仪器连通的辐射测量模块。

8、优选的是，所述测压模块被配置为包括：中空的引压管，其一端与高温流场中的气流方向相配合，一端与设置在水冷支架上的压强传感器相配合；

9、其中，所述外壳中设置有可供引压管穿入的测压通道；

10、所述外壳在与气流方向相配合一侧设置有与测压通道连通的测压孔。

11、优选的是，辐射测量模块被配置为包括：

12、贯穿外壳以提供辐射测量通道的台阶式贯穿孔；

13、设置在贯穿孔上的透镜；

14、将玻璃窗口限定在透镜一侧的光纤接头；

15、其中，所述光纤接头与玻璃窗口之间、玻璃窗口与透镜之间分别设置有相配合的密封圈ⅰ、密封圈ⅱ；

16、所述玻璃窗口与透镜之间还设置有外径与密封圈ⅱ内径相匹配的垫圈。

17、优选的是，还包括对测压模块、辐射测量模块引出端进行防护的后盖；

18、其中，所述后盖与探头采用固定机构连接成一体，所述后盖与水冷支撑采用螺纹连接；

19、所述后盖上设置有可供测压模块、辐射测量模块引出端穿过的通孔。

20、优选的是，所述内壳上设置有多个对水冷通道进行限定的挡板；

21、其中，所述挡板远离气流方向一侧的宽度被配置为大于另一侧，且挡板的高度被配置为小于水冷通道的高度。

22、一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针的应用方法，包括：

23、将探头与水冷支架连接成一体，以得到能对辐射、压强进行同时测量的探针；

24、在高温流场试验时，将探针推入至风洞中高温流场出口所在的测点，通过向水冷通道中通入3-3.5mpa的循环式高压冷却水，进入水冷通道中的高压冷却水通过挡板进行引流，进而充满水冷通道内部并到达探针头部；

25、在高温气流流过探针外表面时，流场辐射通过贯穿孔、观察窗后进入光纤接头中的光纤上，进而通过光纤传输至光信号分析仪器；

26、而高温气流在测量探针头部被滞止，流场总压通过引压管传导至压强传感器，完成进场流场压强信号同步输出。

27、本发明至少包括以下有益效果：本发明的探头能实现高温气流辐射嵌入式测量和高温内流场直视型测量，高温气流指温度达到2000-10000k的流动气体，高温内流场包含各类高焓风洞喷管出口上游流场以及发动机燃烧室流场，其相对于现有技术而言，可以更好地收集辐射信号，并且在不破坏设备整体外部结构的情况下获得设备内部流场辐射信号，为内流场参数诊断提供数据，同时，通过对同一时间的不同的测量内容(辐射、压强)进行同步测量，可以保证数据应用时的一致性，减小误差。

28、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，其特征在于，所述测压模块被配置为包括：设置在内壳中的中空引压管，其一端与高温流场中的气流方向相配合，另一端与设置在水冷支架上的压强传感器相配合；

3.如权利要求1所述的在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，其特征在于，辐射测量模块被配置为包括：

4.如权利要求1所述的在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，其特征在于，还包括对测压模块、辐射测量模块引出端进行防护的后盖；

5.如权利要求1所述的在高温流场中对辐射压强同步测量的探针，其特征在于，所述内壳上设置有多个对水冷通道进行限定的挡板；

6.一种如权利要求1-5任一项所述的在高温流场中对辐射压强同步测量的探针的应用方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针及应用方法，包括：与高温流场出口位置相配合的水冷支架；设置在水冷支架上，并与高温流场气流方向相配合的探头；其中，所述探头通过外壳和内壳限定得到水冷通道，所述水冷通道通过相配合的连接管路与外部供水模块连通；所述外壳内设置有与水冷支架上压强传感器连通的测压模块；所述外壳内设置有与光信号分析仪器连通的辐射测量模块。本发明提供一种在高温流场中对辐射压强同步测量的探针及应用方法，能实现高温气流辐射嵌入式测量和高温内流场直视型测量，其相对于现有技术而言，通过对同一时间的不同的测量内容进行同步测量，可以保证数据应用时的一致性，减小误差。

技术研发人员：王磊,罗跃,陈卫
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16