一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针的制作方法

本发明属于温度、压力测试技术领域，涉及亚音速三维非定常流场的动态温度、动态压力测量装置，具体涉及一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，适用于叶轮机械进口、出口和级间亚音速三维动态流场的测试。

背景技术：

进口流场存在动态温度、动态压力组合畸变会严重影响航空发动机压气机、风扇气动性能，甚至造成发动机失速、喘振，研究动态温度、动态压力组合畸变的影响机理，迫切需要对存在动态温度、动态压力组合畸变的压气机、风扇进口、级间、转子出口亚音速三维动态流场进行测量。目前只能采用动态压力传感器测量动态压力信号，采用小惯性热电偶测量动态温度信号，采用常规的稳态压力探针测量总压分布，不能提供更多的三维非定常流场信息，急需更有针对性的测量手段。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对动态温度、动态压力组合畸变影响机理研究中测量手段不足问题，提供了一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，与现有的流场测试探针相比，能同时测得亚音速来流的温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度分量随时间的变化。

本发明的技术解决方案是：

1、一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，所述探针头部(1)包括共底面的圆柱体(3)、圆柱斜切体(4)，其内部封装4支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，动态温度传感器头部(5)露出圆柱斜切体(4)的斜面(6)；在探针头部(1)表面的同一侧开有4个互不相通的压力感受孔，其中在探针头部(1)的圆柱斜切体(4)的斜面(6)上，温度传感器头部(5)的前下方，开有一个压力感受孔，为上孔(7)，在探针头部(1)圆柱体(3)侧面上开有3个压力感受孔，分别为左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)，4个压力感受孔分别与探针头部(1)内的4个动态压力传感器连通。

2、进一步，探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型管道，探针头部(1)内封装的4支动态压力传感器、1支动态温度传感器的线缆(11)，通过探针支杆(2)内的管道引出探针尾部。

3、进一步，探针头部(1)圆柱斜切体(4)的斜面(6)与圆柱体(3)轴线的夹角为30°至54°。

4、进一步，上孔(7)的直径为0.6毫米至1.5毫米，上孔(7)圆心与斜面(6)圆弧最低点的距离为1毫米至5毫米。

5、进一步，左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)的直径为0.6毫米至1.5毫米，中孔(9)圆心与斜面(6)圆弧最低点的距离为1毫米至5毫米。

6、进一步，动态温度传感器头部(5)中心线、上孔(7)中心线、中孔(9)中心线、探针头部(1)圆柱体(3)的轴线在同一个平面上，左孔(8)、右孔(10)沿该平面对称分布，左孔(8)和右孔(10)中心线夹角为60°到100°。

7、进一步，探针头部(1)圆柱体(3)轴线与探针支杆(2)轴线重合。

8、进一步，所述的探针头部(1)圆柱体(3)直径为4.5毫米至8毫米，长10毫米至50毫米。

本发明的有益效果是：

与现有的流场测试探针相比，本发明经过校准风洞标定，能同时测得亚音速来流的温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度分量随时间的变化，为叶轮机实验提供了一种高效、准确、全面测量亚音三维非定常流场参数的手段。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图2的a向视图。

其中：1-探针头部，2-探针支杆，3-圆柱体，4-圆柱斜切体，5-动态温度传感器头部，6-斜面，7-上孔，8-左孔，9-中孔，10-右孔，11-线缆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。

如图1所示，本实施例中介绍了一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针头部(1)、支杆(2)，探针头部(1)包括共底面的圆柱体(3)、圆柱斜切体(4)，其内部封装4支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，动态温度传感器头部(5)露出圆柱斜切体(4)的斜面(6)；在探针头部(1)表面的同一侧开有4个互不相通的压力感受孔，其中在探针头部(1)的圆柱斜切体(4)的斜面(6)上，温度传感器头部(5)的前下方，开有一个压力感受孔，为上孔(7)，在探针头部(1)圆柱体(3)侧面上开有3个压力感受孔，分别为左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)，4个压力感受孔分别与探针头部(1)内的4个动态压力传感器连通。

探针支杆(2)为圆柱体，直径8毫米，其内部开有圆型通道，直径5毫米，探针头部(1)内封装的4支动态压力传感器、1支动态温度传感器的线缆(11)，通过探针支杆(2)内的管道引出探针尾部。

探针头部(1)圆柱斜切体(4)的斜面(6)与圆柱体(3)轴线的夹角为48°。

上孔(7)的直径为0.6毫米，上孔(7)圆心与斜面(6)圆弧最低点的距离为2毫米。

左孔(8)、中孔(9)、右孔(10)的直径为0.6毫米，中孔(9)圆心与斜面(6)圆弧最低点的距离为1毫米。

动态温度传感器头部(5)中心线、上孔(7)中心线、中孔(9)中心线、探针头部(1)圆柱体(3)的轴线在同一个平面上，左孔(8)、右孔(10)沿该平面对称分布，左孔(8)和右孔(10)中心线夹角为90°。

探针头部(1)圆柱体(3)轴线与探针支杆(2)轴线重合。

探针头部(1)圆柱体(3)直径为6毫米，长40毫米。

本发明实施例中介绍的一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，经过亚音速校准风洞标定，可以获得标定数据。实际测量亚音速三维非定常流场时，该动态温度压力组合探针的4支动态压力传感器、1支动态温度传感器同时测得各自感受到的非定常压力、非定常温度数据，利用获得的亚音速校准风洞标定数据，进行数据处理，可以获得亚音来流温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度随时间的变化。

技术特征：

技术总结
本发明属于温度、压力测试技术领域，公开了一种测量亚音三维非定常流场的动态温度压力组合探针，包括探针头部、支杆，探针头部为楔顶圆柱体，其内部封装4支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，温度传感器头部露出楔顶斜面，在探针头部表面的同一侧开有4个互不相通的压力感受孔，分别与探针头部内的4个动态压力传感器连通，压力传感器和温度传感器的线缆通过探针支杆内通道引出探针尾部。与现有的流场测试探针相比，本发明经过校准风洞标定，能同时测得亚音速来流的温度、总压、静压、偏转角、俯仰角、马赫数和三维速度分量随时间的变化，为叶轮机实验提供了一种高效、准确、全面测量亚音三维非定常流场参数的手段。

技术研发人员：马宏伟;马融
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.04.17
技术公布日：2017.07.28