本發(fā)明屬于溫度、壓力測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及超音速三維非定常流場的動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力測量裝置，具體涉及一種測量超音速三維非定常流場的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，適用于葉輪機(jī)械進(jìn)口、出口和級(jí)間超音速三維動(dòng)態(tài)流場的測試。

背景技術(shù)：

進(jìn)口流場存在動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變會(huì)嚴(yán)重影響超音速壓氣機(jī)氣動(dòng)性能，甚至造成超音速失速、喘振，研究動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變的影響機(jī)理，迫切需要對(duì)存在動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變的超音速壓氣機(jī)進(jìn)口、級(jí)間、轉(zhuǎn)子出口超音速三維動(dòng)態(tài)流場進(jìn)行測量。目前只能采用動(dòng)態(tài)壓力傳感器測量動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)，采用小慣性熱電偶測量動(dòng)態(tài)溫度信號(hào)，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(duì)性的測量手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力組合畸變影響超音速壓氣機(jī)氣動(dòng)性能機(jī)理研究中存在的測量手段不足問題，發(fā)明一種測量超音速三維流場動(dòng)態(tài)溫度、動(dòng)態(tài)壓力的組合探針，與現(xiàn)有的流場測試探針相比，能同時(shí)測得超音速壓氣機(jī)級(jí)間氣流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度分量隨時(shí)間的變化。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

1、一種測量超音速三維非定常流場的動(dòng)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)為楔頂尖劈柱狀結(jié)構(gòu)，測量時(shí)探針頭部(1)迎風(fēng)面包括楔頂斜面(3)、對(duì)稱的左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)，背風(fēng)面為后圓柱面(6)，其內(nèi)部封裝4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、安裝1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器，溫度傳感器頭部(7)露出楔頂斜面(3)；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開有一個(gè)壓力感受孔，為上孔(8)，在探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)和它們交界的尖劈前緣各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為左孔(9)、右孔(10)和中孔(11)，這4個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部內(nèi)的4個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器連通。

2、進(jìn)一步，探針支桿(2)為柱狀結(jié)構(gòu)，可以為圓柱體，也可以為三棱柱，其內(nèi)部開有圓形通道。

3、進(jìn)一步，探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)夾角為26°至78°。

4、進(jìn)一步，探針頭部(1)左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)交界的前緣線，與楔頂斜面的夾角為32°至56°。

5、進(jìn)一步，動(dòng)態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂尖劈內(nèi)后方，溫度傳感器頭部(7)露出楔頂斜面(3)0.5毫米至3毫米。

6、進(jìn)一步，探針頭部(1)楔頂斜面上的上孔(8)，在溫度傳感器頭部(7)的前下方，上孔(8)圓心與楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為1毫米至5毫米。

7、進(jìn)一步，探針頭部(1)的溫度傳感器頭部(7)中心線、上孔(8)中心線、中孔(11)中心線、左側(cè)面(4)與右側(cè)面(5)交界的前緣線在同一個(gè)平面上，左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)沿該平面對(duì)稱，左孔(9)和右孔(10)沿該平面對(duì)稱分布。

8、進(jìn)一步，探針頭部(1)中孔(11)圓心與楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為1毫米至3毫米。

9、進(jìn)一步，上孔(8)、左孔(9)、右孔(10)和中孔(11)的直徑為0.6毫米至1.5毫米。

10、進(jìn)一步，動(dòng)態(tài)溫度傳感器、動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(12)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有的壓力探針相比，本發(fā)明經(jīng)過校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，能同時(shí)測得超音來流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時(shí)間的變化，為葉輪機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了一種高效、準(zhǔn)確、全面測量超音三維非定常流場參數(shù)的手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例中的測量超音速三維非定常流場的動(dòng)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-左側(cè)面，5-右側(cè)面，6-后圓柱面，7-溫度傳感器頭部，8-上孔，9-左孔，10-右孔，11-中孔，12-線纜。

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)施例中介紹了一種測量超音速三維非定常流場的動(dòng)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)為楔頂尖劈柱狀結(jié)構(gòu)，外接圓直徑為6毫米，探針頭部(1)高30毫米，測量時(shí)探針頭部(1)迎風(fēng)面包括楔頂斜面(3)、對(duì)稱的左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)，背風(fēng)面為后圓柱面(6)，其內(nèi)部封裝4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、安裝1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器，溫度傳感器頭部(7)露出楔頂斜面(3)；在探針頭部(1)的楔頂斜面(3)上，開有一個(gè)壓力感受孔，為上孔(8)，在探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)和它們交界的尖劈前緣各開有1個(gè)壓力感受孔，分別為左孔(9)、右孔(10)和中孔(11)，這4個(gè)互不相通的壓力感受孔，分別與探針頭部內(nèi)的4個(gè)動(dòng)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，動(dòng)態(tài)溫度傳感器、動(dòng)態(tài)壓力傳感器的線纜(12)經(jīng)探針支桿(2)內(nèi)通道，由探針尾部引出。

探針頭部(1)左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)夾角為30°。

探針頭部(1)左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)交界的前緣線，與楔頂斜面的夾角為40°。

動(dòng)態(tài)溫度傳感器安裝在探針頭部(1)楔頂尖劈內(nèi)后方，溫度傳感器頭部(7)露出楔頂斜面(3)1毫米。

探針頭部(1)楔頂斜面上的上孔(8)，在溫度傳感器頭部(7)的前下方，上孔(8)圓心與楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為1毫米。

探針頭部(1)的溫度傳感器頭部(7)中心線、上孔(8)中心線、中孔(11)中心線、左側(cè)面(4)與右側(cè)面(5)交界的前緣線在同一個(gè)平面上，左側(cè)面(4)、右側(cè)面(5)沿該平面對(duì)稱，左孔(9)和右孔(10)沿該平面對(duì)稱分布。

探針頭部(1)中孔(11)圓心與楔頂斜面(3)最低點(diǎn)的距離為1毫米。

上孔(8)、左孔(9)、右孔(10)和中孔(11)的直徑為0.6毫米。

左孔(9)、右孔(10)和中孔(11)的圓心在同一平面上，左孔(9)圓心與左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)交界的前緣線的距離為3毫米，右孔(10)圓心與左側(cè)面(4)和右側(cè)面(5)交界的前緣線的距離為3毫米。

本發(fā)明實(shí)施例中介紹的測量超音三維非定常流場的動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針，經(jīng)過超音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定，可以獲得標(biāo)定數(shù)據(jù)。實(shí)際測量超音速三維非定常流場時(shí)，該動(dòng)態(tài)溫度壓力組合探針的4支動(dòng)態(tài)壓力傳感器、1支動(dòng)態(tài)溫度傳感器同時(shí)測得各自感受到的非定常壓力、非定常溫度數(shù)據(jù)，利用獲得的超音速校準(zhǔn)風(fēng)洞標(biāo)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以獲得超音來流溫度、總壓、靜壓、偏轉(zhuǎn)角、俯仰角、馬赫數(shù)和三維速度隨時(shí)間的變化。