本發(fā)明涉及一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)短型熱電偶穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)：

在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)中，溫度參數(shù)通常在高溫、高壓、高速流動(dòng)的情況下進(jìn)行測(cè)試的。考慮傳感器強(qiáng)度問(wèn)題和安裝空間的限制，不能完全按照理想的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和尺寸來(lái)選擇溫度傳感器，由于傳熱和傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方式等原因，導(dǎo)致了溫度傳感器的穩(wěn)態(tài)特性差異很大，存在的輻射誤差、導(dǎo)熱誤差和速度誤差等直接影響溫度參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度，實(shí)際測(cè)量的不是氣流的真實(shí)溫度，最高可相差幾十度。由于在高溫測(cè)量中，輻射誤差相對(duì)于導(dǎo)熱誤差而言所占份額較大，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已進(jìn)行輻射誤差的計(jì)算，而導(dǎo)熱誤差的大小卻很難正確估算，根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熱電偶測(cè)溫部分、安裝支座及六方螺母部分對(duì)導(dǎo)熱誤差產(chǎn)生影響，往往在設(shè)計(jì)中被忽略計(jì)算。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了獲得不同工況和安裝條件下導(dǎo)熱誤差修正系數(shù)，本發(fā)明提供一套短型熱電偶穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)短型熱電偶穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)裝置，其特殊之處在于：

包括管路單元和測(cè)試單元；

所述管路單元包括依次連接的穩(wěn)定段1、收縮段2、試驗(yàn)段3以及擴(kuò)壓段4；上述穩(wěn)定段1接上游管路，上述收縮段2的管徑逐漸變小，直至與試驗(yàn)段3管徑一致；上述擴(kuò)壓段4管徑逐漸變大并與下游管路連接；

上述試驗(yàn)段3包括內(nèi)筒301、外筒302以及設(shè)置在內(nèi)筒301和外筒302之間的保溫材料39；

上述測(cè)試單元包括上位機(jī)、控溫系統(tǒng)、采集設(shè)備、設(shè)置在穩(wěn)定段1的總溫度傳感器12和總壓力傳感器11、設(shè)置在試驗(yàn)段3的參考溫度傳感器31；

被校短型熱電偶32設(shè)置在試驗(yàn)段筒體上，且被校短型熱電偶32的受感部位于試驗(yàn)段3的中軸線附近；

上述參考溫度傳感器31設(shè)置在試驗(yàn)段筒體上且與被校短型熱電偶32相對(duì)設(shè)置，參考溫度傳感器31的受感部盡可能靠近被校短型熱電偶32的受感部；

上述控溫系統(tǒng)包括控溫儀、至少兩組壁溫傳感器單元和至少一組加熱體34；壁溫傳感器單元包括至少兩個(gè)壁溫傳感器33，上述壁溫傳感器33設(shè)置在試驗(yàn)段筒體不同位置，壁溫傳感器33的受感部與試驗(yàn)段3內(nèi)筒壁緊密貼合；上述加熱體34設(shè)置于內(nèi)筒301的外壁上；

上述采集設(shè)備采集壁溫傳感器33、總溫度傳感器12、總壓力傳感器11、被校短型熱電偶32、參考溫度傳感器31的信息，并將壁溫傳感器33溫度信息反饋至控溫儀；上述控溫儀根據(jù)反饋信息分別通過(guò)調(diào)節(jié)不同加熱體34功率控制試驗(yàn)段內(nèi)筒301的溫度；上述控溫儀及采集設(shè)備均與上位機(jī)通訊。

優(yōu)選地，為了降低導(dǎo)熱誤差，本發(fā)明校準(zhǔn)裝置還包括被校短型熱電偶32的氣冷系統(tǒng)，氣冷系統(tǒng)包括冷卻器管路、氣冷安裝法蘭35及安裝在冷卻器管路上的調(diào)節(jié)閥門(mén)36，氣冷安裝法蘭包括冷卻夾層351，冷卻夾層351與冷卻器管路相通，冷卻器管路的一端為冷卻氣進(jìn)口37，另一端為冷卻氣出口38，法蘭體部分作為被校短型熱電偶32的安裝支座，將被校短型熱電偶32固定在試驗(yàn)段上，冷卻夾層351位于被校短型熱電偶32的根部位置；

上述法蘭體通過(guò)六方螺母固定在試驗(yàn)段內(nèi)筒外壁上；

上述法蘭體上還設(shè)置有壁溫出線接頭352，上述測(cè)試單元還包括用于測(cè)量安裝支座與六方螺母及被校短型熱電偶測(cè)溫部分的表面溫度傳感器，上述表面溫度傳感器的出線通過(guò)壁溫出線接頭352實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，為了增加傳感器浸入流場(chǎng)的長(zhǎng)度，降低導(dǎo)熱誤差，上述參考溫度傳感器31采用單屏蔽干燒的結(jié)構(gòu)，能夠沿著參考溫度傳感器的軸線方向調(diào)節(jié)位置，包括“l(fā)”型支撐桿311、偶絲316及熱電偶信號(hào)引線310；熱電偶信號(hào)引線310位于支撐桿311的一端引出偶絲316信號(hào)并與采集設(shè)備連接，上述偶絲316穿過(guò)支撐桿311伸出支撐桿311的另一端構(gòu)成k型熱電偶315，k型熱電偶315外部設(shè)置有帶有進(jìn)出氣口的屏蔽罩314；上述支撐桿311上還設(shè)置有安裝法蘭313與可調(diào)式緊固座312，通過(guò)安裝法蘭313將參考溫度傳感器31安裝在試驗(yàn)段上，通過(guò)可調(diào)式緊固座312固定參考溫度傳感器。

優(yōu)選地，上述支撐桿311的表面刻制有標(biāo)尺。

優(yōu)選地，k型熱電偶315的偶絲絲徑為0.5mm，k型熱電偶315的偶絲伸出長(zhǎng)度即裸露部位長(zhǎng)度為8mm，k型熱電偶315偶絲的接點(diǎn)距屏蔽罩進(jìn)氣口的距離為12mm，屏蔽罩進(jìn)出氣口的面積比為1:1。

優(yōu)選地，上述壁溫傳感器33為k型鎧裝熱電偶，包括外壁設(shè)有螺紋333的鎧裝外殼332，通過(guò)螺紋333將壁溫傳感器33安裝在試驗(yàn)段筒壁上；k型鎧裝熱電偶內(nèi)部填充氧化物粉末；鎧裝外殼332為不銹鋼材料。

優(yōu)選地，k型鎧裝熱電偶的偶絲330伸出長(zhǎng)度為5mm，螺紋333底部距試驗(yàn)段內(nèi)筒壁面距離為4mm；當(dāng)螺紋旋轉(zhuǎn)入位后，偶絲產(chǎn)生形變，緊貼內(nèi)筒面，k型鎧裝熱電偶偶絲上套設(shè)絕緣瓷管331或絕緣瓷珠，將信號(hào)引出加熱層和保溫層，k型鎧裝熱電偶末端焊接熱電偶插頭。

優(yōu)選地，為了避免由于內(nèi)部換熱的差異引起的試驗(yàn)段內(nèi)筒前后差異過(guò)大的問(wèn)題，本發(fā)明校準(zhǔn)裝置包括3組加熱體34，3組壁溫傳感器單元，每組每組壁溫傳感器單元包括4個(gè)壁溫傳感器33，每組壁溫傳感器單元分別位于試驗(yàn)段筒體兩端及中間部位。

優(yōu)選地，上述試驗(yàn)段內(nèi)筒301及外筒302均為不銹鋼材質(zhì)，試驗(yàn)段3長(zhǎng)1000mm，內(nèi)筒內(nèi)徑80mm，外筒外徑326mm。

優(yōu)選地，上述加熱體34的加熱元件采用鎳鉻加熱絲，加熱絲布置在窄條瓷板中，若干穿有加熱絲的窄條瓷板排列在一起，形成能夠彎曲的加熱板。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明裝置采用一種單屏蔽干燒結(jié)構(gòu)的參考溫度傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)，與安裝在本裝置中的被校短型熱電偶在不同工況、不同插入深度、不同基底溫度、和不同法蘭材質(zhì)(通過(guò)更換不同材質(zhì)的法蘭體實(shí)現(xiàn))條件下，進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的比對(duì)?？梢缘玫揭幌盗卸绦蜔犭娕紲囟葌鞲衅鲗?dǎo)熱修正系數(shù)，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度；

2、本裝置試驗(yàn)段采用雙層保溫結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)1000mm，內(nèi)筒內(nèi)徑80mm，外筒外徑326mm，內(nèi)外層均采用不銹鋼制作，中間填充保溫材料，通過(guò)使用保溫材料對(duì)內(nèi)筒進(jìn)行保溫，同時(shí)降低外筒溫度；整個(gè)校準(zhǔn)裝置前后通過(guò)法蘭連接在校準(zhǔn)風(fēng)洞或燃燒試驗(yàn)器上；

3、本裝置通過(guò)溫控儀分別控制設(shè)置在試驗(yàn)段內(nèi)筒的外側(cè)的加熱體功率，來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)筒壁面溫度，減小輻射誤差；

4、本裝置還包括氣冷安裝法蘭，通過(guò)氣冷安裝法蘭將被校短型熱電偶安裝在試驗(yàn)段上，用于冷卻被校溫度傳感器的根部溫度，降低導(dǎo)熱誤差的影響；

5、試驗(yàn)段內(nèi)筒上設(shè)計(jì)了12只壁面溫度傳感器，用于監(jiān)控試驗(yàn)段內(nèi)筒內(nèi)壁面的溫度。采用壁溫傳感器對(duì)試驗(yàn)段內(nèi)筒前中后三段進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，并可以通過(guò)溫控系統(tǒng)控制壁面溫度跟隨主流溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效避免由于內(nèi)部換熱的差異引起的試驗(yàn)段內(nèi)筒前后差異過(guò)大的問(wèn)題；

6、參考溫度傳感器采用單屏蔽干燒的結(jié)構(gòu)形式，該傳感器的突出特點(diǎn)是采用了“l(fā)”型結(jié)構(gòu)，最大程度的增加了傳感器浸入流場(chǎng)的長(zhǎng)度，進(jìn)而可以有效地降低導(dǎo)熱誤差。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)原理圖；

圖2是本發(fā)明試驗(yàn)段結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明控溫系統(tǒng)組成示意圖；

圖4是本發(fā)明分段控溫示意圖；

圖5是試驗(yàn)段本體結(jié)構(gòu)圖；

圖6導(dǎo)熱誤差試驗(yàn)段加熱體布置圖；

圖7氣冷法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是壁溫傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是壁溫傳感器布局示意圖；

圖10是參考溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記為：1-穩(wěn)定段，11-總壓力傳感器，12-總溫度傳感器，2-收縮段，3-試驗(yàn)段，301-內(nèi)筒，302-外筒，31-參考溫度傳感器，310-熱電偶信號(hào)引線，311-支撐桿，312-可調(diào)式緊固座，313-安裝法蘭，314-屏蔽罩，315-k型熱電偶，316-偶絲，32-被校短型熱電偶，321-被校短型熱電偶安裝支座，33-壁溫傳感器，330-偶絲，331-絕緣瓷管，332-鎧裝外殼，333-螺紋，34-加熱體，35-氣冷安裝法蘭，351-冷卻夾層，352-壁溫出線接頭，36-調(diào)節(jié)閥門(mén)，37-冷卻氣進(jìn)口，38-冷卻氣出口，39-保溫材料，4-擴(kuò)壓段。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明以新一代大運(yùn)載發(fā)動(dòng)機(jī)富氧高溫溫度傳感器為研究對(duì)象，(其中所用的高溫溫度傳感器即為短型熱電偶溫度傳感器)在一定的氣流馬赫數(shù)、氣流溫度的穩(wěn)態(tài)條件下，開(kāi)展短型熱電偶溫度傳感器導(dǎo)熱修正校準(zhǔn)技術(shù)研究，建立一套穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)裝置。在該裝置中，認(rèn)為參考溫度傳感器的測(cè)溫結(jié)果是溫度標(biāo)準(zhǔn)值，在一定工況條件下，對(duì)比被校短型熱電偶與參考溫度傳感器的測(cè)溫結(jié)果，對(duì)短型熱電偶溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。

研究發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際氣流條件下短型熱電偶溫度傳感器長(zhǎng)徑比(熱電偶測(cè)溫部分)、安裝支座等對(duì)導(dǎo)熱誤差的影響，可以獲得不同工況條件下短型熱電偶溫度傳感器導(dǎo)熱修正系數(shù)，綜合分析發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量影響因素，提高短型熱電偶溫度傳感器測(cè)量準(zhǔn)確性。

短型熱電偶溫度傳感器的散熱包括對(duì)流換熱和沿程導(dǎo)熱，在穩(wěn)態(tài)和忽略輻射誤差的情況下，根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先針對(duì)熱電偶測(cè)溫部分、安裝支座部分等部分分別計(jì)算導(dǎo)熱修正系數(shù)，然后將導(dǎo)熱修正系數(shù)綜合起來(lái)。

安裝支座導(dǎo)熱修正系數(shù)：

短型熱電偶溫度傳感器在測(cè)量高溫氣體溫度時(shí)，一般支座溫度都低于測(cè)量端溫度。從測(cè)量端到支座存在溫度梯度，熱量將從高溫測(cè)量端向低溫的支座傳遞，這個(gè)過(guò)程通常被稱(chēng)為導(dǎo)熱。導(dǎo)熱的結(jié)果使短型熱電偶溫度傳感器指示溫度tj低于氣流有效溫度即參考溫度傳感器示值tg，因而存在導(dǎo)熱誤差σc為：

σc＝tg-tj

在穩(wěn)態(tài)和忽略輻射誤差的情況下，傳感器與氣流之間的對(duì)流換熱量qv和傳感器的導(dǎo)熱量qc的熱平衡為

qv＝qc

對(duì)于熱電偶式傳感器，當(dāng)通過(guò)壁面插入氣流中，如果熱電偶橫截面上的溫度分布均勻，只有沿軸向的溫度梯度時(shí)，可以得出：

式中：l——浸入長(zhǎng)度，單位為m；

f——橫截面積，單位為m²；

v——熱電偶周長(zhǎng)，m；

td——支座溫度，k。

當(dāng)傳感器為圓柱體時(shí)，

式中l(wèi)為短型熱電偶溫度傳感器浸入長(zhǎng)度，m；

d為短型熱電偶溫度傳感器外殼直徑，m；

td為支座溫度，k；

λ為短型熱電偶溫度傳感器的支座的導(dǎo)熱系數(shù)；

α為對(duì)流換熱系數(shù)。

短型熱電偶溫度傳感器安裝支座導(dǎo)熱修正系數(shù)h2為：

在穩(wěn)態(tài)和忽略輻射誤差的情況下，假設(shè)短型熱電偶測(cè)溫部分、安裝支座部分、六方螺母導(dǎo)熱修正系數(shù)h1、h2、h3，然后將導(dǎo)熱修正系數(shù)綜合起來(lái)得到熱電偶部分導(dǎo)熱修正系數(shù)：h＝h1×h2×h3，則短型熱電偶溫度傳感器的導(dǎo)熱誤差：

σc＝h×(tg-td)

其中td為短型熱電偶測(cè)溫部分、安裝支座部分、六方螺母三個(gè)部位的平均溫度。

本發(fā)明裝置組成：

本發(fā)明短型熱電偶溫度傳感器穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)裝置主要包括穩(wěn)定段1、收縮段2、試驗(yàn)段3以及擴(kuò)壓段4幾個(gè)部段組成，見(jiàn)圖1。穩(wěn)定段1主要起到整流、穩(wěn)流的作用，另外總溫度傳感器12及總壓力傳感器11也布置在穩(wěn)定段中。收縮段2的主要作用是加速氣流，同時(shí)盡可能減小氣流分離，保證良好的氣流品質(zhì)。其中試驗(yàn)段3根據(jù)滿足導(dǎo)熱誤差研究的要求進(jìn)行研制。

試驗(yàn)段

試驗(yàn)段3是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于進(jìn)行導(dǎo)熱誤差試驗(yàn)的部段，從圖2及圖5可以看出，試驗(yàn)段3由試驗(yàn)段本體與保溫材料39組成，其中試驗(yàn)段本體包括試驗(yàn)段內(nèi)筒301、試驗(yàn)段外筒302以及前后法蘭，組成雙層保溫結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)1000mm，內(nèi)筒內(nèi)徑80mm，外筒外徑326mm，前后端分別通過(guò)法蘭連接在收縮段與擴(kuò)壓段上。試驗(yàn)段內(nèi)筒301采用高溫合金鋼2520，試驗(yàn)段外筒302以及兩端法蘭均采用不銹鋼304，內(nèi)、外筒之間填充保溫材料39，通過(guò)使用保溫材料39對(duì)內(nèi)筒面進(jìn)行保溫，同時(shí)降低外筒面溫度。內(nèi)外筒體通過(guò)螺栓連接到前后法蘭上成為一體，在試驗(yàn)段的安裝過(guò)程中，可以將試驗(yàn)段內(nèi)筒301，包括內(nèi)筒體外側(cè)的加熱體34以及保溫材料39固定完成后，一起裝入試驗(yàn)段外筒302內(nèi)，再通過(guò)緊固兩端的螺栓形成一個(gè)整體。在需要的時(shí)候也可以逐件拆開(kāi)，方便維護(hù)。

試驗(yàn)段上還設(shè)置被校短型熱電偶32的氣冷系統(tǒng)，從圖7可以看出，該氣冷系統(tǒng)包括冷卻器管路、氣冷安裝法蘭35及安裝在冷卻器管路上的調(diào)節(jié)閥門(mén)36，氣冷安裝法蘭包括法蘭體和冷卻夾層351，冷卻夾層351與冷卻器管路相通，冷卻器管路的一端為冷卻氣進(jìn)口37，另一端為冷卻氣出口38，被校短型熱電偶32通過(guò)氣冷安裝法蘭35的法蘭體固定在試驗(yàn)段上，冷卻夾層351位于被校短型熱電偶32的根部位置。被校溫度傳感器表面焊接若干只表面溫度傳感器，這些表面溫度傳感器的出線通過(guò)設(shè)計(jì)在氣冷法蘭上的壁溫出線接頭實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明采用了氣冷安裝法蘭35冷卻被校短型熱電偶32的根部。被校短型熱電偶32安裝在被校短型熱電偶安裝支座321上，被校短型熱電32的伸出長(zhǎng)度，可以通過(guò)調(diào)節(jié)安裝支座的高低在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。冷卻空氣從冷卻氣進(jìn)口37進(jìn)入，經(jīng)過(guò)冷卻安裝法蘭35的冷卻夾層，在冷卻夾層內(nèi)與被校短型熱電偶32進(jìn)行熱量交換，從而達(dá)到冷卻傳感器根部的作用。

參考溫度傳感器

理論分析中參考溫度傳感器提供了溫度參考點(diǎn)相對(duì)準(zhǔn)確的溫度基準(zhǔn)，準(zhǔn)確的參考溫度示值是保證系統(tǒng)測(cè)溫的重要前提，是提高系統(tǒng)測(cè)溫的穩(wěn)定性的重要保證。

參考溫度傳感器31通過(guò)法蘭安裝在試驗(yàn)段3的筒壁上且位于被校短型熱電偶32的對(duì)面，設(shè)計(jì)成位置可調(diào)的結(jié)構(gòu)；并沿著傳感器的軸線方向，在參考溫度傳感器31的外表面刻制標(biāo)尺，每次準(zhǔn)備試驗(yàn)的時(shí)候調(diào)節(jié)參考溫度傳感器31的位置，使之盡可能靠近被校短型熱電偶32，調(diào)節(jié)完成后通過(guò)可調(diào)式緊固座312固定參考溫度傳感器31的位置，在試驗(yàn)過(guò)程中不進(jìn)行位置調(diào)整。

從圖10可以看出，參考溫度傳感器31采用單屏蔽干燒的結(jié)構(gòu)形式，該傳感器的突出特點(diǎn)是采用了“l(fā)”型結(jié)構(gòu)，包括“l(fā)”型支撐桿311，熱電偶信號(hào)引線310及敏感元件，最大程度的增加了傳感器浸入流場(chǎng)的長(zhǎng)度，進(jìn)而可以有效地降低導(dǎo)熱誤差。為了減小輻射誤差，參考溫度傳感器31還包括設(shè)置在k型熱電偶315外的屏蔽罩314，屏蔽罩314上設(shè)置有進(jìn)出氣口，在壁溫跟隨控制的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步減小輻射誤差。此外，在實(shí)驗(yàn)前首先對(duì)參考溫度傳感器開(kāi)展恢復(fù)特性標(biāo)定試驗(yàn)，對(duì)參考傳感器進(jìn)行速度誤差的修正。經(jīng)過(guò)上述設(shè)計(jì)和處理，可用該參考溫度傳感器31的測(cè)量值作為氣流有效溫度tg。

該參考溫度傳感器還包括外殼，在外殼材料的選擇上，由于溫度不超過(guò)700℃，選擇不銹鋼為外殼材料；敏感元件采用k型熱電偶315，絲徑為ф0.5mm。為減小參考溫度傳感器31的導(dǎo)熱誤差，需保證偶絲316伸出絕緣瓷管的部分足夠長(zhǎng)，即保持較大的長(zhǎng)徑比。

根據(jù)理論計(jì)算的結(jié)果，偶絲伸出部分長(zhǎng)度取8mm。偶絲316接點(diǎn)距屏蔽罩進(jìn)氣口的距離取12mm。

屏蔽罩的材料選用不銹鋼材料。屏蔽罩314的進(jìn)、出氣口面積比對(duì)參考溫度傳感器31的測(cè)溫誤差有較大影響。對(duì)于參考溫度傳感器31，由于氣流馬赫數(shù)較低，速度誤差較小，可主要考慮輻射誤差，所以進(jìn)、出氣口面積比可取得小一些，本發(fā)明中按照1:1選取。

控溫系統(tǒng)

控溫系統(tǒng)用于控制壁面溫度跟隨主流溫度(即穩(wěn)定段內(nèi)總溫度傳感器所測(cè)溫度)，使得壁面溫度與主流溫度一致，消除輻射誤差影響。整套控溫系統(tǒng)主要包括壁溫傳感器33、控溫儀、加熱體34，控溫儀可以通過(guò)rs485與上位機(jī)通訊，控溫系統(tǒng)配套有上位機(jī)控溫軟件，可以實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程控制，如圖3所示。

從圖6可以看出，本發(fā)明加熱體34設(shè)置在試驗(yàn)段內(nèi)筒301的外壁，加熱的區(qū)域包含整個(gè)內(nèi)筒，加熱體分為前、中、后三段，控溫也分為獨(dú)立的三段控制(見(jiàn)圖4)。加熱體34的加熱元件采用鎳鉻加熱絲，加熱絲布置在窄條瓷板中，瓷板可以起到絕緣的作用，若干穿有加熱絲的窄條瓷板可以排列在一起，可以形成可以彎曲的加熱板，將其裹在試驗(yàn)段內(nèi)筒的外壁。

采集設(shè)備與上位機(jī)通訊，采集壁溫傳感器溫度、總溫度傳感器、總壓力傳感器、被校短型熱電偶、參考溫度傳感器的信息，并將壁溫傳感器溫度信息反饋至控溫儀，控溫儀根據(jù)反饋信息分別通過(guò)調(diào)節(jié)不同加熱體功率控制試驗(yàn)段內(nèi)筒溫度。

由于本發(fā)明校準(zhǔn)裝置是由三段控溫的方式進(jìn)行溫度控制，采用壁溫傳感器對(duì)試驗(yàn)段內(nèi)筒前中后三段進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度控制，并可以通過(guò)溫控系統(tǒng)控制壁面溫度跟隨主流溫度變化，這樣可以有效避免由于內(nèi)部換熱的差異引起的試驗(yàn)段內(nèi)筒前后溫度差異過(guò)大的問(wèn)題。

壁溫傳感器

從圖8可以看出，本發(fā)明壁溫傳感器33采用k型鎧裝熱電偶作為感溫元件，測(cè)量端為裸露形式。鎧裝外殼通過(guò)螺紋333與試驗(yàn)段3固定，如圖9。鎧裝熱電偶內(nèi)部填充氧化物粉末作為絕緣材料，外部套不銹鋼金屬管作為保護(hù)管，既解決了敏感元件的絕緣問(wèn)題，同時(shí)也加強(qiáng)了感溫元件本身的強(qiáng)度和安全性。

偶絲330伸出長(zhǎng)度和螺紋333旋入長(zhǎng)度應(yīng)確保壁溫傳感器33受感部與試驗(yàn)段3的內(nèi)筒壁面緊密貼合。為保證受感部與內(nèi)筒壁面貼合緊密，設(shè)計(jì)偶絲伸出長(zhǎng)度為5mm，安裝孔螺紋底部距內(nèi)筒壁面距離為4mm，當(dāng)螺紋旋轉(zhuǎn)入位后，偶絲產(chǎn)生形變，緊貼內(nèi)筒面。

該壁溫傳感器的溫度測(cè)量范圍為50～700℃，在外殼材料的選擇上，由于溫度不超過(guò)700℃，選擇不銹鋼為外殼材料。

壁溫傳感器位于試驗(yàn)段內(nèi)筒，溫度較高，設(shè)計(jì)直接焊接k型偶絲，套絕緣瓷管或絕緣瓷珠后將信號(hào)引出加熱層和保溫層，末端焊接熱電偶插頭，方便與其他設(shè)備連接。