本發(fā)明屬于溫度測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及流動(dòng)的穩(wěn)態(tài)總溫測(cè)量裝置，具體涉及一種總溫葉型探針，適用于測(cè)量葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間總溫沿葉片高度方向的分布。

與現(xiàn)有的總溫測(cè)量裝置相比，本發(fā)明不需要探針支桿，能同時(shí)測(cè)量葉片排間多點(diǎn)總溫，測(cè)量時(shí)間短，與現(xiàn)有的總溫葉型探針相比，本發(fā)明的各個(gè)測(cè)點(diǎn)，滯止罩軸線方向不盡相同，分別朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，能減小探頭總溫測(cè)量誤差，能較準(zhǔn)確、較全面測(cè)量葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間總溫沿葉片高度方向的分布，提高總溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量精度。

背景技術(shù)：

壓氣機(jī)、渦輪、風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇等性能實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間總溫沿葉片高度方向的分布，通過(guò)加權(quán)平均，計(jì)算出總溫比等性能數(shù)據(jù)?？倻販y(cè)量裝置有單點(diǎn)和多點(diǎn)測(cè)量?jī)煞N。

單點(diǎn)總溫測(cè)量裝置主要有單點(diǎn)總溫探針，需要借助探針位移機(jī)構(gòu)帶動(dòng)探針在不同的葉高位置分別測(cè)量，實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)成本較高。

多點(diǎn)測(cè)量裝置主要有總溫梳?？倻厥?，顧名思義，是把幾個(gè)總溫測(cè)量管焊接在一起，像梳子一樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把總溫梳固定在機(jī)匣上進(jìn)行測(cè)量?？倻厥嵋话愠叽巛^大，尤其是支桿較粗，容易對(duì)被測(cè)流場(chǎng)造成較大干擾。在葉輪機(jī)轉(zhuǎn)子、靜子間軸向間隙只有幾毫米的情況下，很難采用總溫梳測(cè)量轉(zhuǎn)子出口總溫分布。

總溫葉型探針利用葉片作支桿，將總溫探頭固定在葉片上，測(cè)量來(lái)流總溫?，F(xiàn)有的總溫葉型探針，探頭軸線方向一般平行于流道軸向，一般按等環(huán)面布置有3個(gè)或5個(gè)探頭，這些探頭大小相同，直徑一般為2.5毫米或3毫米，安裝朝向相同，也就是說(shuō)，探頭的軸線是平行的。但是各個(gè)空間位置上，來(lái)流方向不是平行的，而是三維不同的，尤其是在轉(zhuǎn)子出口，葉片尖部、中部、根部氣流方向相差很大，局部氣流的偏轉(zhuǎn)角、俯仰角會(huì)超過(guò)探頭測(cè)量的不敏感角，造成相關(guān)探頭較大的總溫測(cè)量誤差；在葉片尖部、根部，由于存在附面層，總溫梯度很大，采用直徑較大探頭的總溫葉型探針無(wú)法測(cè)準(zhǔn)附面層內(nèi)的總溫分布。采用現(xiàn)有的總溫葉型探針不能全面測(cè)出轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間真實(shí)的總溫分布，會(huì)影響試驗(yàn)件總溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有的總溫測(cè)量裝置不能全面測(cè)出轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間真實(shí)的總溫分布，影響試驗(yàn)件總溫?cái)?shù)據(jù)測(cè)量精度的問(wèn)題，發(fā)明一種總溫葉型探針，與現(xiàn)有的總溫測(cè)量裝置相比，能準(zhǔn)確、全面測(cè)量轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間的總溫分布，提高試驗(yàn)件總溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量精度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種總溫葉型探針，其特征在于：包含滯止罩(1)、引線(2)、葉片(3)、隔熱環(huán)(4)、溫度傳感器(5)；滯止罩(1)和溫度傳感器(5)固定在葉片(3)前緣附近，滯止罩(1)軸線方向朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，每個(gè)葉片(3)上至少有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，溫度傳感器(5)的頭部套有隔熱環(huán)(4)，滯止罩(1)左右兩側(cè)對(duì)稱的開(kāi)有兩個(gè)出流孔(6)，引線(2)固定在葉片(3)表面或葉片(3)內(nèi)，并從葉片(3)根部引出。

2、進(jìn)一步，滯止罩(1)的外徑為2毫米至6毫米，內(nèi)徑為1毫米至5毫米，滯止罩(1)的長(zhǎng)度為3毫米至10毫米。

3、進(jìn)一步，滯止罩(1)的頭部?jī)?nèi)圓有倒角，倒角范圍為15°至75°，在距滯止罩(1)頭部2毫米至6毫米處左右兩側(cè)開(kāi)有直徑為0.5毫米至1毫米的出流孔(6)。

4、進(jìn)一步，引線(2)的直徑為0.5毫米到3毫米，引線(2)可以固定在葉片(3)上，也可以嵌入葉片(3)中進(jìn)行固定。

5、進(jìn)一步，隔熱環(huán)(4)的材料可以是陶瓷也可以是橡膠，或是其他的隔熱材料。

6、進(jìn)一步，溫度傳感器(5)可以是熱電偶，也可以是熱電阻，或是其他感溫元件。

7、進(jìn)一步，滯止罩(1)可以安裝于葉片(3)的壓力面?zhèn)龋部梢园惭b于葉片(3)的吸力面?zhèn)?，或是嵌入葉片(3)正前緣。

8、進(jìn)一步，葉片(3)上可以設(shè)置多個(gè)總溫測(cè)點(diǎn)，至少有3個(gè)，且一般兩端密，中間疏。

9、進(jìn)一步，滯止罩(1)的軸線方向不同，在其各自的空間位置，分別朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的單點(diǎn)總溫測(cè)量裝置相比，本發(fā)明能同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間不同葉高位置的總溫，測(cè)量時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)成本低。

與現(xiàn)有的總溫梳相比，本發(fā)明沒(méi)有總溫梳固有的大尺寸支桿，對(duì)被測(cè)流場(chǎng)的干擾小，更適于測(cè)量葉輪機(jī)轉(zhuǎn)子、靜子間軸向間隙只有幾毫米的情況下轉(zhuǎn)子出口的總溫分布。

與現(xiàn)有的總溫葉型探針相比，本發(fā)明的各個(gè)探頭，軸線方向不盡相同，在其各自的空間位置，分別朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，能減小探頭的總溫測(cè)量誤差，還能兼顧測(cè)量轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間端壁附面層內(nèi)總溫，能準(zhǔn)確、全面測(cè)量轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間的總溫分布，提高總溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量精度。

附圖說(shuō)明

圖1是一種總溫葉型探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的側(cè)視圖。

圖3是圖1的局部放大圖。

其中：1-滯止罩，2-引線，3-葉片，4-隔熱環(huán)，5-溫度傳感器，6-出流孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本實(shí)施例中介紹了一種總溫葉型探針，包含滯止罩(1)、引線(2)、葉片(3)、隔熱環(huán)(4)、溫度傳感器(5)；滯止罩(1)和溫度傳感器(5)固定在葉片(3)前緣附近，滯止罩(1)軸線方向朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，葉片(3)上有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，溫度傳感器(5)的頭部套有隔熱環(huán)(4)，滯止罩(1)左右兩側(cè)對(duì)稱的開(kāi)有兩個(gè)出流孔(6)，引線(2)固定在葉片(3)內(nèi)，并從葉片(3)根部引出。

滯止罩(1)的外徑為2.5毫米，內(nèi)徑為1.9毫米，滯止罩(1)的長(zhǎng)度為5毫米，滯止罩(1)的頭部倒角為45°，在距滯止罩(1)頭部3毫米處左右兩側(cè)開(kāi)有直徑為0.5毫米的出流孔(6)。引線(2)的直徑為1毫米，引線(2)嵌入葉片(3)中進(jìn)行固定。

通過(guò)標(biāo)定，該發(fā)明專利能較精確的測(cè)量出級(jí)間總溫沿葉片展向的分布。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于溫度測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種總溫葉型探針，包括溫度傳感器、引線、滯止罩、隔熱環(huán)和葉片，每個(gè)葉片至少有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，滯止罩和溫度傳感器固定在葉片前緣附近，滯止罩軸線方向朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，溫度傳感器的頭部套有隔熱環(huán)，滯止罩左右兩側(cè)對(duì)稱的開(kāi)有兩個(gè)出流孔，引線固定在葉片表面或葉片內(nèi)，并從葉片根部引出。與現(xiàn)有總溫探針相比，本發(fā)明不需要探針支桿，能同時(shí)測(cè)量葉片排間多點(diǎn)總溫，測(cè)量時(shí)間短，與現(xiàn)有總溫葉型探針相比，本發(fā)明的各個(gè)測(cè)點(diǎn)，滯止罩軸線方向不盡相同，分別朝向預(yù)計(jì)的來(lái)流方向，能減小探頭總溫測(cè)量誤差，能較準(zhǔn)確、較全面測(cè)量葉輪機(jī)械轉(zhuǎn)子出口或級(jí)間總溫沿葉片高度方向的分布，提高總溫?cái)?shù)據(jù)的測(cè)量精度。

技術(shù)研發(fā)人員：馬宏偉;金超;王昱坤
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：2017.03.29
技術(shù)公布日：2017.07.04