专利名称：测试流场方向的受感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及流场方向测试领域，特别地，涉及一种测试亚音速流场方向的受感器。
背景技术：
目前，国内外发动机整机及部件的气动参数测量主要采用受感器直接测量。该方法具有简单、可靠、精度较高的特点。各种受感器使用前必须经过校准风洞的校准，校准风洞能提供均勻的、稳定的气流流场。作为校准风洞标准的方向场，理论上校准风洞出口的气流方向是与喷口端面垂直的，但实际上会有少许的偏离，因此需要对方向场进行检测。对于校准风洞的方向场，当前多使用三孔方向受感器测量，三孔方向受感器由于采用三孔结构，其迎风面积相对较大，其对风洞流场的干扰很大，增大了受感器的堵塞效应。另一方面， 三孔方向受感器本身管件较多，结构笨重，在测试时，风洞马赫数达到0.6后会产生抖动现象，增大了流场方向的测量误差。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构简单、稳定性好、测量误差小的流场方向受感器，以解决现有受感器干扰大、不稳定、测量误差大的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种测试流场方向受感器，包括总压管、支撑管、 总压引管和接嘴，总压引管的第一端和第二端分别连接支撑管和接嘴，总压管收容于支撑管内，并与总压引管的第一端连接，总压管包括两根并排设置的分压管，每根分压管的迎风端加工成尖楔形，两根分压管的尖楔形迎风端共同构成总压管的锥角型迎风头。进一步地，每一分压管包括倾斜段、水平段和垂直段；倾斜段为分压管伸出支撑管后弯折延伸而成；水平段为由倾斜段延伸而成，且与支撑管平行；垂直段为由水平段延伸而成，且与水平段垂直。进一步地，还加固支板，加固支板的三个侧边分别与倾斜段、水平段以及支撑管固定连接的加固支板。进一步地，总压管的锥角型迎风头在两分压管轴线连线方向的截面形状为等腰三角形，该等腰三角形的顶角大小为10° 45°。进一步地，支撑管与总压引管的第一端的连接、总压管与总压引管的第一端的连接、以及总压引管的第二端与接嘴的连接为固定连接。进一步地，支撑管与总压引管的第一端的连接、以及总压管与总压引管的第一端的连接为可伸缩的活动连接。进一步地，两分压管固定在支撑管的内壁。进一步地，每一分压管的内径为0. 5 1. 5mm，分压管的壁厚为0. 1 0. 3mm。进一步地，总压管、支撑管、总压引管、加固支板和接嘴为不锈钢、高强度铝合金、 铝镁合金或者钛合金加工制成。本发明具有以下有益效果
1、本发明受感器的总压管由两根分压管组成，比现有受感器的三根分管减少了构件数量，使得受感器的自重大大减轻，增强了受感器的稳定性。2、本发明受感器的总压管迎风头加工成锥角型，大大减小了总压管的迎风面积， 相比现有受感器0.5°的测量精度，本发明受感器的测量精度达到0.1°，使得测量精度提高了一个档次。3、本发明受感器的总压管加工成湾折形状，管件转弯处远离总压管迎风头，相比现有受感器的直角折形，在测试时，大大减小了受感器的堵塞效应，降低了受感器对风洞流场的干扰。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。图1是本发明实施例的流场方向受感器主视图示意图；以及图2是本发明实施例的总压管的迎风头截面示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1、图2，一种测试流场方向的受感器，包括总压管1、支撑管2、总压引管 3、加固支板4和接嘴5。总压管1由两根并排设置、形状结构相同的分压管11组成。两分压管11的迎风端共同构成总压管1的锥角型迎风头114。两根分压管11均包括倾斜段111、水平段112 和垂直段113，倾斜段111为分压管11伸出支撑管2后弯折延伸而成；水平段112为由倾斜段111延伸而成，且与支撑管2平行；垂直段113为由水平段112延伸而成，且与水平段 112垂直。两根分压管11分别单独加工成型后并排焊接构成总压管1，总压管1收容于支撑管2内，并与总压引管3的第一端连接。总压管1与总压引管3的连接方式可以为焊接、 卡接或者螺纹连接。总压管1收容于支撑管2内的方式可以为将构成总压管1的两根分压管11分别焊固在支撑管2的内壁上。或者支撑管2内设置有一条恰好能够供由两分压管 11组成的总压管1穿过的孔洞，支撑管2紧贴套装在总压管1上。支撑管2与总压引管3的第一端固定连接。该连接方式可以为焊接、卡接或者螺纹连接。总压引管3的第二端与接嘴5连接，该接嘴5为塔形接嘴。该连接方式为焊接。总压引管3的第二端与接嘴5之间还可以包括一小段连接管。参见图2，每一分压管11的迎风端加工成尖楔形，两根分压管11的尖楔形迎风端背靠背设置，构成总压管1的锥角型迎风头114。总压管1的锥角型迎风头114在两分压管轴线连线方向的截面形状为等腰三角形，即用通过两分压管轴线的平面剖切总压管，得到的锥角型迎风头114的形状为等腰三角形，该等腰三角形的顶角大小为10° 45°。设置锥角型的迎风头114，大大减小了总压管1的迎风面积，大大提高了该受感器的测量精度，迎风头114在本实施例内优选锥角角度为15°。实验表明，当锥角角度设置为15°时，该受感器在测量流场方向时的精度可达到0.1°，相比三孔受感器0.5°的测量精度，有质的飞跃。作为其它的实施例，该锥角角度可以为10°、20°、30°、45°。两分压管11的内径分别为0. 7mm，壁厚为0. 15mm。由于总压管1的管径很小以及管壁较薄，即使使用强度很大的材料制作，当放置在高速流场中时，会发生剧烈晃动摇摆。 因此，本发明将构成总压管1的两分压管11穿过支撑管2，并与支撑管2固定在一起，能够大大增强受感器的稳定性。紧靠分压管11的倾斜段111、水平段112以及支撑管2的一侧固定设置有加固支板4。加固支板4的一侧端包括与水平段112焊固的第一水平段、由水平段倾斜延伸的倾斜段及由倾斜段延伸的与支撑管2焊固的第二水平段。加固板4的倾斜段与分压管11的倾斜段111焊固在一起。加固支板4的厚度与两分压管11的外径大小之和一致，或者稍微小于两分压管11的外径大小之和。设置上述形状的总压管1，使得在管件转弯处远离总压管迎风头114，相比现有受感器的直角折形，在测试时，大大减小了受感器的堵塞效应，降低了受感器对风洞流场的干扰。同样，由于分压管管径和壁厚均较小，因此，在总压管1的凸起的一侧设置加固支板4，大大增强了总压管1的稳定性，防止受感器在测试过程中发生晃动摇摆。本发明的流场方向受感器的组成部件总压管1、支撑管2、总压引管3、加固支板4 和接嘴5的材质均为不锈钢。作为本发明的其它实施例，构成总压管1的两分压管11的内径可以根据实验或者工业要求，在0. 5 1. 5mm范围选取，壁厚可以为0. 1 0. 3mm。作为另外的实施例，本发明的总压管1也可以是在一圆形杆件或者椭圆形杆件的中心加工两条并排的通孔，作为该受感器的分压管11。这样，相比由两分压管11焊接在一起构成的总压管1，其稳定性和整体性更好。作为另外的实施例，制作受感器各组成部件的材料可以为高强度铝合金、铝镁合金或者钛合金。本发明另一实施例，本发明受感器的支撑管2与总压引管3、总压管1与总压引管 3的连接为可伸缩的活动连接，该各连接部位设置有密封圈或者密封条，使得支撑管2与总压引管3、总压管1与总压引管3之间可以相互移动，这样根据不同的需要，可以自由确定受感器的长度。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测试流场方向的受感器，包括总压管(1)、支撑管O)、总压引管C3)和接嘴 (5)，所述总压引管C3)的第一端和第二端分别连接所述支撑管( 和所述接嘴(5)，所述总压管(1)收容于所述支撑管O)内，并与所述总压引管(3)的第一端连接，其特征在于，所述总压管(1)包括两根并排设置的分压管(11)，每根所述分压管(11)的迎风端加工成尖楔形，两根所述分压管(11)的尖楔形迎风端共同构成所述总压管(1)的锥角型迎风头(114)。
2.根据权利要求1所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，每一分压管(11)包括倾斜段(111)、水平段(112)和垂直段(113)；所述倾斜段(111)为所述分压管(11)伸出所述支撑管( 后弯折延伸而成；所述水平段(11 为由所述倾斜段(111)延伸而成，且与所述支撑管( 平行；所述垂直段(11 为由所述水平段(11 延伸而成，且与所述水平段(11 垂直。
3.根据权利要求2所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，还包括加固支板0)， 所述加固支板⑷的三个侧边分别与所述倾斜段(111)、所述水平段(112)以及所述支撑管 (2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，所述总压管(1)的锥角型迎风头(114)在两分压管轴线连线方向的截面形状为等腰三角形，该等腰三角形的顶角大小为10° 45°。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测试流场方向的受感器，其特征在于两根所述分压管(11)固定在支杆的内壁。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，所述支撑管(2)与所述总压引管(3)的第一端的连接、所述总压管(1)与所述总压引管(3)的第一端的连接、以及所述总压引管(3)的第二端与所述接嘴(5)的连接均为固定连接。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，所述支撑管O)与所述总压引管(3)的第一端的连接、以及所述总压管(1)与所述总压引管(3)的第一端的连接为可伸缩的活动连接。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的测试流场方向的受感器，其特征在于，每一分压管(11)的内径为0. 5 1. 5mm，每一分压管(11)的壁厚为0. 1 0. 3mm。
全文摘要
本发明提供了一种测试流场方向的受感器，包括总压管(1)、支撑管(2)、总压引管(3)和接嘴(5)，总压引管(3)的第一端和第二端分别连接支撑管(2)和接嘴(5)，总压管(1)收容于支撑管(2)内，并与总压引管(3)的第一端连接，总压管(1)由两根并排设置、形状结构相同的分压管(11)组成，分压管(11)的迎风端加工成尖楔形，两根分压管(11)的尖楔形迎风端构成总压管(1)的锥角型迎风头(114)。本发明解决了现有受感器在测试流场方向时干扰大、不稳定、测量误差大的技术问题，广泛应用于校准风洞中的气流方向测量。
文档编号G01P13/02GK102288785SQ201110190840
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者刘青松, 刘龙初, 石金铁, 蔡旭, 高倩 申请人:中国航空动力机械研究所