本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种烧蚀量测量传感器及制作方法。
背景技术：
材料烧蚀是一种常见现象，例如在高速飞行过程中，表面材料经历严酷的气动热环境时，出现热解、碳化、氧化和剥蚀的现象，即为材料的烧蚀后退的现象。在实际应用中，材料烧蚀量测量对于材料设计乃至任务的成败至关重要。
针对烧蚀材料烧蚀量的测量，传统的方法为测量烧蚀前后的材料厚度，进而得出总的烧蚀量和平均烧蚀量，很少能针对烧蚀过程中烧蚀量变化进行测量。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种简单可靠且易于调整的烧蚀量测量传感器，实现对烧蚀量的同步测量。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种烧蚀量测量传感器，包括基体和多个电阻丝，所述基体嵌设于待测件内，且材料与待测件的材料相同，所述基体的前端为烧蚀端，每个所述电阻丝均回折设置在所述基体的侧壁上，其两个开放端延伸至所述基体的后方，其回折端靠近所述烧蚀端，多个所述电阻丝之间并联；
多个所述电阻丝间隔设置，且每个所述电阻丝的回折端靠近所述烧蚀端的距离均不相同。
优选地，所述基体的侧壁上设有用于放置所述电阻丝的放置槽，且所述放置槽的数量与所述电阻丝的数量相匹配。
优选地，每个所述放置槽内均设有一个陶瓷管，且所述陶瓷管不高于所述基体侧壁的平面，回折设置的所述电阻丝穿设在相对应的所述陶瓷管内，且所述电阻丝的回折端伸出所述陶瓷管外。
优选地，所述陶瓷管包括两个沿所述陶瓷管轴向设置的通孔，所述电阻丝的两个开放端分别穿过两个所述通孔，延伸至所述基体的后方。
优选地，所述基体的后端还设有金属环，每个所述电阻丝均有一个开放端连接在所述金属环上，另一个开放端连接在同一根导线上。
优选地，所述基体呈长方体或圆柱体。
优选地，所述电阻丝采用镍铬合金制成，各个所述电阻丝的阻值均相等。
本发明还提供了一种烧蚀量测量传感器制作方法，包括如下步骤：
采用与待测件相同的材料制作基体，基体的前端为烧蚀端；
在所述基体的侧面上加工多个放置槽，各个所述放置槽间隔设置，所述放置槽的起始端靠近所述烧蚀端的距离均不相同，末端均延伸至所述基体的后端，在所述基体的后端安装一个金属环；
每个所述放置槽内放置一个套设有电阻丝的保护管，每个所述电阻丝均呈回折状态，所述电阻丝的回折端伸出所述保护管外；
将各个保护管分别固定在对应的所述放置槽内，使各个所述电阻丝的回折端均与对应所述放置槽的起始端接触，两个开放端均延伸至所述基体的后方，每个所述电阻丝均有一个开放端与所述金属环连接，另一个开放端连接到同一根导线，使各个所述电阻丝并联。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明所提供的烧蚀量测量传感器及制作方法的原理是将至材料烧蚀表面距离不同的电阻丝并联，随着材料的烧蚀，电阻丝逐个暴露在材料的烧蚀表面中，从而被逐个熔断，引起并联电阻的阶跃变化，通过测量并联电阻的阻值变化，可以得出材料烧蚀到各个电阻丝端点处的时间，继而得到材料的烧蚀量曲线。本发明不仅可以同步测量材料的烧蚀量，而且可以灵活地根据实际需要改变电阻丝的数目和位置，进而灵活调整烧蚀传感器的测量精度和测量范围。
附图说明
图1是本发明实施例中的烧蚀量测量传感器顶视图；
图2是本发明实施例中的烧蚀量测量传感器主视图；
图3是本发明实施例中的烧蚀量测量传感器左视图；
图中：1：基体；2：放置槽；3：金属环；4：陶瓷管；5：电阻丝。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种烧蚀量测量传感器，包括基体1和多个电阻丝5，基体1的前端(与待测件表面齐平的一端)为烧蚀端，每个电阻丝5均回折设置在基体1的侧壁上，即每个电阻丝5呈弯折状设置在基体1的侧壁上，例如，弯折为v型或u型，弯折处即为回折端，电阻丝5的两个端部为两个开放端，两个开放端均延伸至基体1的后方，其回折端靠近烧蚀端。多个电阻丝5间隔设置，且每个电阻丝5的回折端靠近烧蚀端的距离均不相同。多个电阻丝5之间并联，基体1的材料与待测件的材料相同。电阻丝5可选用阻值随温度变化较小的金属或者合金材料，如镍铬合金等。
在一个优选的实施例中，相邻电阻丝5的回折端与烧蚀端的距离依次增加。更优选地，其增加的距离相同，该所增加的距离即为烧蚀量测量传感器的测量精度。回折端到烧蚀端距离最远的电阻丝5，其回折端与烧蚀端的距离即为烧蚀量测量传感器的测量范围。电阻丝5的数量和位于基体1侧壁上的具体位置可以根据测量精度和测量范围的需要调整，在此不做进一步限制。
为了方便数据的计算，优选地，各个电阻丝5之间的长度相同、阻值相等。
本实施例所提供的烧蚀量测量传感器的原理是将距离材料烧蚀端距离不同的电阻丝5并联，随着材料的烧蚀，电阻丝5逐个暴露在材料的烧蚀处中，从而被逐个熔断，引起并联电阻的阶跃变化，通过测量电阻丝5并联电阻的阻值变化，可以得出材料烧蚀到各个电阻丝5端点处的时间，继而得到材料的烧蚀量曲线。
具体地，如图1和图2所示，本实施例中采用的基体1为长方体，显然，在其他实施例中，基体1也可以采用其他形状，例如圆柱体，也可以根据需要，设计为不规则的形状。
为了提高烧蚀量测量传感器与待测件的配合度，使测量的精度更好，如图2和图3所示，在一些优选地实施例中，在基体1的侧面上设置用于放置电阻丝5的放置槽2，放置槽2的数目与电阻丝5的数量相匹配，即每个电阻丝5嵌设在一个放置槽2内，能够使基体1与待测件贴紧配合，使二者的烧蚀尽量保持一致。
在具体设置时，放置槽2从基体1的侧面延伸至基体1的后端(与烧蚀端相对的一端)，便于电阻丝5与设置在基体1后方的测量电路连接。
优选地，放置槽2彼此平行间隔设置，利用放置槽2来限定电阻丝5的安装位置。各个放置槽2的起始端靠近烧蚀端的距离均不相同。测量用的各个电阻丝5分别嵌设在各个放置槽2内，且电阻丝5的回折端与放置槽2的起始端(靠近烧蚀端的一端)接触。
如图1所示，优选地，为了便于安装与测量，基体1的后端还设有金属环3，每个电阻丝5的一端均连接到金属环3上，另一端均连接在同一个导线上。金属环3为导体材料，其电阻值可以忽略不计，设置金属环3可以方便各个侧面的电阻丝5同时连接，避免因为电阻丝5或者导线的接触导致的短路。
当然，也可以同时采用两个金属环3或者两根导线分别与电阻丝5的两个开放端连接。
如图2和图3所示，优选地，为了便于固定和保护电阻丝5，并且保证在回折端被熔断后电阻丝5的两段保持断开状态，每个电阻丝5外均套设有一个保护管，优选地，保护管设有两个互不干扰的沿保护管轴向设置的通孔或腔体，用于设置电阻丝5的开放端。
本实施例中所采用的为陶瓷管4，陶瓷管4具有两个平行的通孔(也可以认为陶瓷管4由两个平行的单管组成)，电阻丝5的两个开放端分别由陶瓷管4的前端穿入两个通孔中，自后端伸出，并在陶瓷管4的前端形成回折端。陶瓷管4嵌设在放置槽2内，且安装后不超出基体1的侧壁所在的平面，优选地，陶瓷管4与基体1的侧壁平面齐平，避免放置槽2与陶瓷管4之间的空隙过大，影响烧蚀量的测量结果。本实施例中，陶瓷管4通过高温胶粘接在放置槽2内。在测量烧蚀量时，电阻丝5被熔断，引起并联电阻的阶跃变化，进一步烧蚀使得陶瓷管4暴露在材料表面的烧蚀处，陶瓷管4受到剧烈加热而迅速发生相变并最终剥落，不影响材料烧蚀的测量结果。
使用时，基体1的前侧朝向材料的烧蚀处，嵌设在待测件中。可以在待测件上的待测量位置预留安装孔，使用时将烧蚀量测量传感器插入安装孔中，利用密封胶固定并密封，避免基体1与待测件之间存在空隙，影响烧蚀量的测量结果。所用密封胶宜采用与待测件相匹配的种类，例如可选取与待测件成分相同或相似的密封胶。将金属环3与导线接入测量电路中，测量金属环3与导线之间的电阻值，随着材料的烧蚀，电阻丝5逐个暴漏在材料表面，电阻丝5的迅速升温并熔断，从而导致导线和金属环3之间的阻值发生阶跃变化。测量导线和金属环3之间阻值变化，即可得到材料烧蚀过程中烧蚀量的变化。
需要说明的是，若待测件本身在烧蚀前后可能导电，则需在使用前对电阻丝5表面作绝缘处理，防止待测件材料对电阻值的影响。
本发明提供了一种烧蚀量测量传感器，结构简单，通过简单的机械加工即可实现，安装方便，且可以根据实际需要调整电阻丝5的数目和具体位置，进而灵活调整烧蚀传感器的测量精度和测量范围，可靠性强，且适用范围广。
本实施例还提供了一种烧蚀量测量传感器制作方法，包括如下步骤：
采用与待测件相同的材料制作基体1，基体1的前端为烧蚀端。具体地，基体1的形状可以是长方体或圆柱体等。
在基体1的侧面上加工多个放置槽2，各个放置槽2间隔设置，起始端靠近烧蚀端的距离均不相同，末端均延伸至基体1的后端，并在基体1的后端安装一个金属环3。优选地，金属环3粘接在基体1的后端。当然，金属环3可以嵌设在基体1的后端，也可以安装在基体1后方的其他部件上。
放置槽2的数目和放置槽的起始端位置根据测量需要设置，优选地，相邻放置槽2的起始端到烧蚀端的距离依次增加。更优选地，其增加的距离相同，即放置槽2的起始端靠近烧蚀端的距离呈等差数列。
每个放置槽2内放置一个套设有电阻丝5的保护管，每个电阻丝5均呈回折状态，电阻丝5的回折端伸出保护管外。电阻丝5的阻值可根据需要选择，优选地，为了方便计算，各个电阻丝5的阻值均相等。
更优选地，保护管为陶瓷管4，且每个陶瓷管4包括两个沿陶瓷管4轴向设置的通孔，电阻丝5的两个开放端分别穿过两个通孔，延伸至基体1的后方。
将各个陶瓷管4分别固定在对应的放置槽2内，使各个电阻丝5的回折端均与对应放置槽2的起始端接触，两个开放端均延伸至基体1的后方，每个电阻丝5均有一个开放端与金属环3连接，另一个开放端连接到同一根导线，使各个电阻丝5并联。优选地，对各个电阻丝5的位置进行记录或标记，还可以根据需要记录其熔断时对应的烧蚀量，方便后续使用时读取数据。
本实施例中，陶瓷管4通过高温胶粘在放置槽2内。固定后，陶瓷管4不超出基体1的侧壁平面。优选地，陶瓷管4与基体1的侧壁平面齐平，避免放置槽2与陶瓷管4之间的空隙过大，影响烧蚀量的测量结果。
使用时，将传感器插入待测件上待测量位置预置的安装孔中，利用密封胶固定并密封。优选地，基体1的前端与待测件材料烧蚀表面齐平。将金属环3与导线接入测量电路中或者与电阻测量设置连接，测量金属环3与导线之间的电阻值，从而可以得到导线和金属环3之间并联电阻的阻值变化曲线，即可得到材料烧蚀过程中烧蚀量的变化过程。
本实施例所提供的烧蚀量测量传感器制作方法采用与待测件相同的材质作为基体1，不仅可以实现同步测量材料的烧蚀量，而且可以根据实际需要改变电阻丝5的数目和位置，进而灵活调整烧蚀传感器的测量精度和测量范围。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。