本技術(shù)屬于光纖總溫探針設(shè)計，具體涉及一種光纖總溫探針。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動機(jī)溫度參數(shù)測量，最主流的測量方法是使用熱電偶，配合滯止結(jié)構(gòu)組成總溫傳感器。隨著技術(shù)的發(fā)展，前航空發(fā)動機(jī)燃燒室出口燃?xì)鉁囟纫堰_(dá)1800℃以上，如此惡劣的環(huán)境下，總溫的測量難度大大增加。

2、采用金屬熱電偶作為感溫元件的總溫測量探針，直接接觸燃?xì)鈦頊y量燃?xì)饪倻?，熱電偶的偶絲在高溫條件下容易氧化失效，測量精度降低，可靠性差，同時由于熱電偶測溫時產(chǎn)生的是弱電勢信號，其抗電磁干擾能力較差，難以很好的滿足航空發(fā)動機(jī)燃燒室出口高溫燃?xì)饪倻氐臏y試需求。

3、基于藍(lán)寶石光纖的特種光纖傳感器，由于其不涉及電學(xué)特性、材料高溫工況光學(xué)性能穩(wěn)定、長期耐溫性好、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，被廣泛視為超高溫工況傳感器解決方案。

4、目前高溫藍(lán)寶石光纖傳感器形式一般是在裸露式的光纖棒端部濺射白金鍍膜，形成圓柱型黑體腔來感受燃?xì)鉁囟龋饫w傳感器的端部暴露在高溫燃?xì)庵?，反映燃?xì)鉁囟雀叩偷暮隗w輻射光在藍(lán)寶石棒內(nèi)表面反復(fù)全反射，通過光纜傳輸?shù)胶蠖颂綔y器轉(zhuǎn)換成溫度示值。

5、以當(dāng)前的藍(lán)寶石黑體腔型光纖傳感器測量航空發(fā)動機(jī)燃燒室出口總溫，由于藍(lán)寶石棒熔點2045℃限制，測溫上限不高，同時由于感溫端直接暴露于燃燒室部件高溫燃?xì)猸h(huán)境中，輻射環(huán)境干擾較大，易受燃?xì)猸h(huán)境碳煙污染導(dǎo)致黑體腔發(fā)射率變化，總溫測量誤差較大。

6、當(dāng)前藍(lán)寶石黑體腔型光纖傳感器測量時多為垂直于高溫燃?xì)饬鞯闹苯咏佑|式測量，藍(lán)寶石棒直接暴露于高溫燃?xì)猸h(huán)境下，在燃?xì)饬魉佥^高的情況下，其測溫的復(fù)溫系數(shù)較低，由此帶來的測溫速度誤差較大。且由于周圍環(huán)境低溫壁面與傳感器探頭之間的存在熱輻射換熱，由此引入的輻射誤差較大。由于燃燒室部件出口溫場的不均勻性及光纖傳感器支撐結(jié)構(gòu)根部冷卻效應(yīng)影響，傳感器感溫端也會產(chǎn)生較大的導(dǎo)熱誤差。

7、此外，當(dāng)前航空發(fā)動機(jī)總溫探針在進(jìn)行燃燒室出口總溫測量時，多采用陶瓷基材料作為探針的支桿承力件，在試驗中一直承受發(fā)動機(jī)流道內(nèi)的高溫高速燃?xì)饬鳑_刷，同時附近的轉(zhuǎn)動葉片也會對其施加交變載荷，陶瓷基材料韌性及抗熱振性能較差，陶瓷基支桿可靠性不高，在加工和使用過程中根部易發(fā)生斷裂失效的情況，威脅航空發(fā)動機(jī)試驗的安全。

8、當(dāng)前總溫測量探針內(nèi)部傳感器多為固定式封裝結(jié)構(gòu)，內(nèi)部灌注高溫膠或水泥將感溫元件與支撐結(jié)構(gòu)固定在一起，同時也起到了密封作用，防止流道內(nèi)的高溫燃?xì)庑孤吨梁蠖艘€封裝部分引起燒蝕損壞，但該種固定和密封結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致感溫元件拆卸更換困難，不利于溫度探針的維修和維護(hù)，同時高溫膠和水泥在長時間使用后會老化，密封效果降低甚至失效，導(dǎo)致探針后端引線封裝部分損壞。

9、鑒于上述技術(shù)缺陷的存在提出本技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的是提供一種光纖總溫探針，以克服或減輕已知存在的至少一方面的技術(shù)缺陷。

2、本技術(shù)的技術(shù)方案是：

3、一種光纖總溫探針，包括光纖總溫探頭、壓緊螺帽、安裝座、陶瓷外支撐件、陶瓷內(nèi)支撐件；

4、安裝座具有貫穿的安裝孔；

5、陶瓷外支撐件內(nèi)部中空，根部頂端開口、尾部前端封堵；

6、陶瓷外支撐件尾部前端穿過安裝座上安裝孔設(shè)置，根部頂端處在安裝孔中，與安裝孔間45°錐面配合接觸；

7、陶瓷外支撐件尾部前端側(cè)壁具有進(jìn)氣孔、排氣孔，其中，進(jìn)氣孔相較于排氣孔靠近尾部前端端部；進(jìn)氣孔直徑大于排氣孔直徑；

8、陶瓷內(nèi)支撐件具有貫穿的內(nèi)孔，在陶瓷外支撐件內(nèi)設(shè)置，頂端與陶瓷外支撐件內(nèi)通過臺階結(jié)構(gòu)配合，在該臺階結(jié)構(gòu)配合部位處設(shè)置有第二高溫陶瓷纖維密封墊，前端延伸至陶瓷外支撐件尾部前端側(cè)壁排氣孔之前；

9、光纖總溫探頭包括光纖連接器、石英光纖、轉(zhuǎn)接座、內(nèi)管件、藍(lán)寶石光纖及探頭保護(hù)管；

10、探頭保護(hù)管在前端封堵，穿過陶瓷內(nèi)支撐件內(nèi)孔，伸入到陶瓷外支撐件尾部前端內(nèi)；

11、藍(lán)寶石光纖前端伸入到探頭保護(hù)管內(nèi)；

12、內(nèi)管件通過高溫膠粘接固定于探頭保護(hù)管和藍(lán)寶石光纖之間；

13、轉(zhuǎn)接座連接在探頭保護(hù)管頂端；

14、轉(zhuǎn)接座內(nèi)部具有轉(zhuǎn)接孔，外壁具有環(huán)形凸臺，前端伸入到陶瓷內(nèi)支撐件的內(nèi)孔中，與陶瓷內(nèi)支撐件的內(nèi)孔間通過臺階結(jié)構(gòu)配合，在該臺階結(jié)構(gòu)配合部位處設(shè)置有第一高溫陶瓷纖維密封墊；

15、藍(lán)寶石光纖后端伸入到轉(zhuǎn)接孔中；

16、石英光纖前端伸入到轉(zhuǎn)接孔中，與藍(lán)寶石光纖后端連接；

17、光纖連接器連接在石英光纖后端；

18、壓緊螺帽套設(shè)在轉(zhuǎn)接座外周，螺紋連接在安裝座的安裝孔中，壓緊在環(huán)形凸臺上，與環(huán)形凸臺間通過臺階結(jié)構(gòu)配合，在該臺階結(jié)構(gòu)配合部位處設(shè)置有密封墊片。

19、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，安裝座側(cè)壁開有螺紋孔，用于安裝鎖緊螺釘；

20、陶瓷外支撐件根部頂端側(cè)壁設(shè)置鎖止口，鎖緊螺釘插入到鎖止口中。

21、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，安裝座整體采用高溫合金材料制造；

22、安裝座外壁具有安裝邊，能夠通過螺栓安裝到機(jī)匣上；

23、安裝座上套設(shè)有安裝墊片，安裝墊片選用相對較軟的金屬材料制造，位于安裝邊、機(jī)匣之間。

24、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，陶瓷外支撐件、陶瓷內(nèi)支撐件間采用耐高溫陶瓷纖維壓緊連接；

25、陶瓷外支撐件上進(jìn)氣孔、排氣孔呈圓形，且進(jìn)氣孔孔口采用45°

26、倒角。

27、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，陶瓷外支撐件靠近安裝座的根部進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計，按一定錐角過渡到尾部前端側(cè)壁排氣孔位置。

28、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，探頭保護(hù)管以金屬銥制造；

29、探頭保護(hù)管伸入到陶瓷外支撐件尾部前端內(nèi)的部分長度與直徑的比值大于10。

30、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，內(nèi)管件為陶瓷管。

31、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，轉(zhuǎn)接座通過粘接或焊接方式連接在探頭保護(hù)管頂端。

32、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，石英光纖前端與藍(lán)寶石光纖后端在轉(zhuǎn)接孔中熔接，熔接處采用密封保護(hù)。

33、根據(jù)本技術(shù)的至少一個實施例，上述的光纖總溫探針中，轉(zhuǎn)接座外周套設(shè)有高溫彈簧墊圈；

34、高溫彈簧墊圈位于環(huán)形凸臺與陶瓷外支撐件頂端之間。

35、本技術(shù)至少存在以下有益技術(shù)效果：

36、提供一種光纖總溫探針，以耐高溫藍(lán)寶石光纖在高溫條件下和有限的體積內(nèi)進(jìn)行光信號收集，能夠有效地收集黑體輻射能量，并低損耗地傳遞至低溫區(qū)域進(jìn)行探測，探頭保護(hù)管內(nèi)壁會輻射光信號，設(shè)計將接收光信號的藍(lán)寶石光纖位于探頭后端溫度相對較低位置，非接觸地接收探頭保護(hù)管的黑體輻射信號，可使藍(lán)寶石光纖避免與最高溫區(qū)直接接觸，可提高測溫上限，此外，在該光纖總溫探針結(jié)構(gòu)中，輻射光信號具有固定輻射源，且在密閉空腔中傳播，可有效避免輻射測溫中環(huán)境干擾和待測物發(fā)射率偏移帶來的測量誤差。