本發(fā)明屬于溫度、壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及跨音速三維非定常流場的動態(tài)溫度、動態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針，適用于葉輪機械進口、出口和級間跨音速三維動態(tài)流場的測試。

背景技術(shù)：

進口流場存在動態(tài)溫度、動態(tài)壓力組合畸變會嚴重影響航空發(fā)動機壓氣機、風(fēng)扇氣動性能，甚至造成發(fā)動機失速、喘振，研究動態(tài)溫度、動態(tài)壓力組合畸變的影響，迫切需要對存在動態(tài)溫度、動態(tài)壓力組合畸變的跨音速壓氣機進口、級間、轉(zhuǎn)子出口跨音速三維動態(tài)流場進行測量。目前只能采用動態(tài)壓力傳感器測量動態(tài)壓力信號，采用小慣性熱電偶測量動態(tài)溫度信號，采用常規(guī)的穩(wěn)態(tài)壓力探針測量總壓分布，不能提供更多的三維非定常流場信息，急需更有針對性的測量手段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對動態(tài)溫度、動態(tài)壓力組合畸變影響實驗研究中測量手段不足問題，發(fā)明一種測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針，與現(xiàn)有的流場測試探針相比，能同時測得跨音速來流的溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度分量隨時間的變化。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針，其特征在于：包括探針頭部(1)、支桿(2)，所述探針頭部(1)為楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部封裝4支動態(tài)壓力傳感器、安裝1支動態(tài)溫度傳感器，探針測量時探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括楔頂斜平面(3)、正平面(4)、對稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；動態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜平面；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開有一個壓力感受孔，為上孔(9)，在探針頭部(1)正平面(4)、對稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開有1個壓力感受孔，分別為中孔(10)、左孔(11)、右孔(12)，這4個互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部(1)內(nèi)的4個動態(tài)壓力傳感器連通。

2、進一步，探針支桿(2)為圓柱體，其內(nèi)部開有圓型管道。

3、進一步，探針頭部(1)的圓柱弧面(7)的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

4、進一步，探針頭部(1)露出楔頂斜面的動態(tài)溫度傳感器頭部(8)中心線與上孔(9)中心線、中孔(10)中心線、探針支桿(2)軸線在同一個平面上，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)沿該平面對稱，左孔(11)和右孔(12)沿該平面對稱分布。

5、進一步，探針頭部(1)的正平面(4)寬1毫米至2毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為30°至90°。

6、進一步，探針頭部(1)楔頂斜平面(3)與探針支桿(2)軸線的夾角為28°至54°。

7、進一步，動態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)后方，動態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜面0.5毫米至3毫米。

8、進一步，探針頭部(1)楔頂斜面(3)上的上孔(9)，在溫度傳感器頭部(8)的前下方，上孔(9)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，圓心與楔頂斜面(3)底邊距離為1毫米至5毫米。

9、進一步，探針頭部(1)的中孔(10)、左孔(11)和右孔(12)的直徑為0.6毫米至1.5毫米，中孔(10)圓心與楔頂斜面(3)的底邊距離為1毫米至5毫米。

10、進一步，動態(tài)壓力傳感器和動態(tài)溫度傳感器的線纜(13)由探針支桿(2)內(nèi)的管道，由探針尾部引出。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有跨音流場測試探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準風(fēng)洞標定，能同時測得跨音來流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時間的變化，為葉輪機實驗提供了一種高效、準確、全面測量跨音三維非定常流場的手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施例中的測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2的A向視圖。

其中：1-探針頭部，2-探針支桿，3-楔頂斜面，4-正平面，5-左側(cè)平面，6-右側(cè)平面，7-圓柱弧面，8-動態(tài)溫度傳感器頭部，9-上孔，10-中孔，11-左孔，12-右孔，13-線纜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細闡述。

如圖1所示，本實施例中介紹了一種測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針，包括探針頭部(1)和支桿(2)，探針頭部(1)為楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)，外接圓直徑為6毫米，探針頭部(1)高30毫米，其內(nèi)部封裝4支動態(tài)壓力傳感器、安裝1支動態(tài)溫度傳感器，探針測量時探針頭部(1)的迎風(fēng)面包括楔頂斜平面(3)、正平面(4)、對稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)，背風(fēng)面為圓柱弧面(7)；動態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜平面；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開有一個壓力感受孔，為上孔(9)，在探針頭部(1)正平面(4)、對稱的左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)各開有1個壓力感受孔，分別為中孔(10)、左孔(11)、右孔(12)，這4個互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部(1)內(nèi)的4個動態(tài)壓力傳感器連通。

探針支桿(2)為圓柱體，直徑8毫米，其內(nèi)部開有圓型通道，直徑5毫米。

探針頭部(1)的圓柱弧面(7)的軸線與探針支桿(2)的軸線重合。

探針頭部(1)露出楔頂斜面的動態(tài)溫度傳感器頭部(8)中心線與上孔(9)中心線、中孔(10)中心線、探針支桿(2)軸線在同一個平面上，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)沿該平面對稱，左孔(11)和右孔(12)沿該平面對稱分布。

探針頭部(1)的正平面(4)寬1毫米，左側(cè)平面(5)和右側(cè)平面(6)夾角為40°。左孔(11)、右孔(12)和中孔(10)的圓心在同一平面上，左孔(11)圓心與正平面(4)左邊的距離為3毫米，右孔(12)圓心與正平面(4)右邊的距離為3毫米。

探針頭部(1)楔頂斜平面(3)與探針支桿(2)軸線的夾角為40°。

動態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂棱柱狀結(jié)構(gòu)內(nèi)后方，動態(tài)溫度傳感器頭部(8)露出楔頂斜面1毫米。

探針頭部(1)楔頂斜面(3)上的上孔(9)，在溫度傳感器頭部(8)的前下方，上孔(9)的直徑為0.6毫米，圓心與楔頂斜面(3)底邊距離為1毫米。

探針頭部(1)的中孔(10)、左孔(11)和右孔(12)的直徑為0.6毫米，中孔(10)圓心與楔頂斜面(3)的底邊距離為1毫米。

動態(tài)壓力傳感器和動態(tài)溫度傳感器的線纜(13)由探針支桿(2)內(nèi)的管道，由探針尾部引出。

本發(fā)明實施例中介紹的測量跨音三維非定常流場的動態(tài)溫度壓力組合探針，經(jīng)過跨音速校準風(fēng)洞標定，可以獲得標定數(shù)據(jù)。實際測量跨音速三維非定常流場時，該動態(tài)溫度壓力組合探針的4支動態(tài)壓力傳感器、1支動態(tài)溫度傳感器同時測得各自感受到的非定常壓力、非定常溫度數(shù)據(jù)，利用獲得的跨音速校準風(fēng)洞標定數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，可以獲得跨音來流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時間的變化。