本發(fā)明涉及葉輪機(jī)械試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域，特別是一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，本發(fā)明能同時(shí)測(cè)量二維亞音速流場(chǎng)總溫、總壓、流速和流動(dòng)方向等流場(chǎng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)標(biāo)定能夠?qū)崿F(xiàn)精確測(cè)量。

背景技術(shù)：

在葉輪機(jī)械流場(chǎng)測(cè)量領(lǐng)域，三孔壓力探針和總溫探針有著廣泛的應(yīng)用。使用三孔壓力探針能夠進(jìn)行總壓、靜壓、馬赫數(shù)、流動(dòng)方向的測(cè)量。三孔壓力探針不能進(jìn)行溫度測(cè)量，因此無(wú)法通過(guò)三孔壓力探針測(cè)得的數(shù)據(jù)計(jì)算得到流場(chǎng)的流速。目前測(cè)量來(lái)流溫度通常采用單獨(dú)的總溫探針，總溫探針可以測(cè)得來(lái)流的總溫。

現(xiàn)有的二維流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)，通常分別使用三孔壓力探針和總溫探針進(jìn)行壓力和溫度的測(cè)量，采用多根探針增大了探針對(duì)流場(chǎng)的干擾，測(cè)試成本高、時(shí)間長(zhǎng)、操作復(fù)雜，并且由于不同探針測(cè)得的參數(shù)無(wú)法保證來(lái)自同一流線，因此計(jì)算流速時(shí)就會(huì)產(chǎn)生額外的誤差，從而會(huì)降低試驗(yàn)測(cè)試的精度。本發(fā)明提出一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，使用單個(gè)探針即可同時(shí)進(jìn)行流場(chǎng)的壓力和溫度測(cè)量。使用中，本發(fā)明測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，能夠同時(shí)測(cè)得二維亞音速流場(chǎng)的總溫、總壓、流速和流動(dòng)方向等參數(shù)。本發(fā)明經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)標(biāo)定之后進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)量，能夠很好地滿足葉輪機(jī)測(cè)試的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)目前葉輪機(jī)試驗(yàn)測(cè)試中，溫度探針和壓力探針總是被分開(kāi)單獨(dú)使用，試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、操作復(fù)雜等問(wèn)題，本發(fā)明提出一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，使用單個(gè)探針即可同時(shí)進(jìn)行二維流場(chǎng)的壓力和溫度測(cè)量。與現(xiàn)有的探針測(cè)試技術(shù)相比，本發(fā)明能夠同時(shí)測(cè)得二維亞音速流場(chǎng)的總溫、總壓、流速和流動(dòng)方向。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，其特征在于，所述探針包括探針支桿(1)、探針頭部(2)、過(guò)渡段(3)、引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)；所述探針支桿(1)和探針頭部(2)均為圓柱形，探針頭部(2)通過(guò)過(guò)渡段(3)安裝在探針支桿(1)上；探針頭部(2)的圓柱面開(kāi)有四個(gè)感受孔，分別為壓力感受孔1(6)、壓力感受孔2(7)、壓力感受孔3(8)和一個(gè)溫度感受孔(9)，三個(gè)壓力感受孔分別與探針頭部(2)內(nèi)封裝的引壓管(4)連通，溫度感受孔(9)同探針頭部(2)內(nèi)封裝的溫度傳感器相連；引壓管(4)和溫度傳感器線纜通過(guò)探針支桿(1)內(nèi)通道引出探針尾部。

進(jìn)一步，壓力感受孔1(6)、壓力感受孔2(7)和壓力感受孔3(8)均為圓形孔；三個(gè)孔互不相通，分別和探針頭部(2)內(nèi)的三個(gè)引壓管(4)相連；三個(gè)孔的圓心所在的平面與柱體底面平行，距離為1～5mm。

進(jìn)一步，壓力感受孔1(6)、壓力感受孔3(7)沿壓力感受孔2(8)中心線和柱體中心線所在的平面對(duì)稱分布，直徑相同，均為0.2～2毫米，壓力感受孔1(6)和壓力感受孔3(7)中心線夾角為60°～100°。

進(jìn)一步，溫度感受孔(9)同探針內(nèi)部封裝的溫度傳感器相連；溫度感受孔(9)直徑為0.5～3毫米，溫度感受孔(9)圓心同壓力感受孔2(7)圓心之間的距離為壓力感受孔2(7)直徑的1.1倍～2倍。

進(jìn)一步，探針支桿(1)為圓柱形結(jié)構(gòu)，探針支桿(1)內(nèi)開(kāi)有通道，引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)通過(guò)探針支桿(1)內(nèi)的通道引出探針尾部。

進(jìn)一步，溫度感受孔(9)的位置可以在壓力感受孔2(7)的正上方，也可以在壓力感受孔2(7)的正下方。

進(jìn)一步，溫度傳感器可以是熱電偶，也可以是熱電阻。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，能夠測(cè)量二維流場(chǎng)總溫、總壓、流速和流動(dòng)方向，使用單個(gè)探針即可完成這些參數(shù)的測(cè)量；使用本發(fā)明進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)試，無(wú)需使用多種不同探針組合測(cè)量，能夠有效地減少探針的使用數(shù)目；由于減少了探針的使用數(shù)目，使得探針對(duì)流場(chǎng)的干擾大大減小；減小了探針的使用數(shù)目，使得試驗(yàn)測(cè)試操作更加便捷，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果誤差更??；能夠有效地減少試驗(yàn)測(cè)試的成本；能夠真實(shí)地反應(yīng)同一測(cè)點(diǎn)位置的總溫、總壓等流場(chǎng)參數(shù)，減小測(cè)點(diǎn)距離過(guò)大帶來(lái)的誤差。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-過(guò)渡段，4-引壓管，5-溫度傳感器線纜，6-壓力感受孔1，7-壓力感受孔2，8-壓力感受孔3，9-溫度感受孔。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，從而能夠?qū)Ρ景l(fā)明的保護(hù)范圍做出更清楚明確的界定。

如附圖所示，本實(shí)施例中介紹了一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，包括探針支桿(1)、探針頭部(2)、過(guò)渡段(3)、引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)，所述探針支桿(1)和探針頭部(2)均為圓柱形，探針頭部(2)通過(guò)過(guò)渡段(3)安裝在探針支桿(1)上，探針頭部(2)的圓柱面開(kāi)有三個(gè)壓力感受孔和一個(gè)溫度感受孔，三個(gè)壓力感受孔分別與探針頭部(2)內(nèi)封裝的引壓管連通，溫度感受孔(9)同探針內(nèi)部的溫度傳感器相連，引壓管(4)和溫度傳感器線纜(5)通過(guò)探針支桿(1)內(nèi)通道引出探針尾部。壓力感受孔2(7)可以測(cè)量來(lái)流總壓，溫度感受孔(9)同探針內(nèi)部封裝的溫度傳感器相連，可以進(jìn)行總溫測(cè)量。

如附圖1所示，本發(fā)明測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針頭部為圓柱體。試驗(yàn)測(cè)試中，將本發(fā)明的四孔探針頭部探入被測(cè)得流場(chǎng)中，使得探針感受孔2(7)正對(duì)來(lái)流。探針支桿(1)起到支承的作用。探針的壓力感受孔2(7)可以測(cè)得來(lái)流總壓，壓力感受孔1(6)、壓力感受孔2(7)和壓力感受孔3(8)組合起來(lái)可以測(cè)得二維流場(chǎng)來(lái)流馬赫數(shù)和流動(dòng)方向。溫度感受孔(9)同探針內(nèi)部封裝的溫度傳感器相連，可以測(cè)得來(lái)流總溫，結(jié)合溫度感受孔測(cè)得的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出來(lái)流的流速。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于葉輪機(jī)械測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種測(cè)量亞音速二維流場(chǎng)的四孔探針，包括探針支桿1、探針頭部2、過(guò)渡段3、引壓管4和溫度傳感器線纜5，所述探針支桿1和探針頭部2均為圓柱形，探針頭部2通過(guò)過(guò)渡段3安裝在探針支桿1上，探針頭部2的圓柱面開(kāi)有三個(gè)壓力感受孔和一個(gè)溫度感受孔，三個(gè)壓力感受孔分別與探針頭部2內(nèi)封裝的引壓管連通，溫度感受孔9同探針內(nèi)部的溫度傳感器相連，引壓管4和溫度傳感器線纜5通過(guò)探針支桿1內(nèi)通道引出探針尾部。與現(xiàn)有的探針相比，本發(fā)明經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)標(biāo)定，可同時(shí)測(cè)量二維亞音速流場(chǎng)的總溫、總壓、流速、流動(dòng)方向等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：馬宏偉;姜逸軒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.27
技術(shù)公布日：2017.07.04