弧面静压测量模块及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及流体静压测量【技术领域】，具体涉及一种弧面静压测量模块及其制造方法。一种弧面静压测量模块，包括弧面模块和测针，所述测针的一端固定在所述弧面模块内，所述弧面模块的一侧面为弧面，所述弧面模块的弧面顶端设置有与所述测针接通的孔，所述测针与所述孔连接的端部外缘与所述弧面模块紧密贴合。使用时，流体来流流过位于弧面顶端的孔端部，孔端部受到的流体静压通过孔和测针传递到测量仪器内，完成流体静压的测量，由于孔端部位于弧面模块的弧面顶端，使得流体来流在孔位于弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡大大的降低，从而提高了流体静压的测量精度。
【专利说明】弧面静压测量模块及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流体静压测量【技术领域】，具体涉及一种弧面静压测量模块及其制造方法。
【背景技术】
[0002]目前流体静压试验及比例模型通风试验中，通过简易静压测针传感装置实现对流体静压测量，测针为中空的柱形测针，理论上该装置测针的头部与流体的来流方向垂直时可以获取准确的静压信号，但是在实际应用中发现这一理想的测量条件受到各种因素的影响:如流体在测针头部形成的局部流体漩涡、测量点外界流体流场的干扰使测针头部发生抖动、以及实际安装环境的限制，直接降低了实际测量精度，使得测量数据不准确，从而可能导致错误的研究结果。
[0003]所以，目前亟需一种既能够避免在测针头部形成局部流体漩涡，又能避免测针头部抖动而提高流体静压试验中流体静压的测量精度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:针对目前流体静压试验及比例模型通风试验中测针头部形成的局部流体漩涡、测量点外界流体流场的干扰使测针头部发生抖动、以及实际安装环境的限制，直接降低了流体静压的实际测量精度，使得测量数据不准确的不足，提供一种既能够避免在测针头部形成局部流体漩涡，又能避免测针头部抖动而提高流体静压试验测量精度的弧面静压测量模块。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种弧面静压测量模块，包括弧面模块和测针，所述测针的一端固定在所述弧面模块内，所述弧面模块的一侧面为弧面，所述弧面模块的弧面顶端设置有与所述测针接通的孔，所述测针与所述孔连接的端部外缘与所述弧面模块紧密贴合。使用时，流体来流流过位于弧面顶端的孔端部，孔端部受到的流体静压通过孔和测针传递到测量仪器内，完成流体静压的测量，由于孔端部位于弧面模块的弧面顶端，使得流体来流在孔位于弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡大大的降低，从而提高了流体静压的测量精度；另外，由于在测针的端部设置了弧面模块，工作时，测针不因流体来流的推动而发生抖动，降低了采集信号对外界环境干扰的敏感度，进一步的提高了流体静压的测量精度。
[0006]作为本发明的优选方案，所述孔为柱形直孔。减小流体来流的静压在弧面模块内传递时受到弧面模块的影响，保证流体静压的测量精度。
[0007]作为本发明的优选方案，所述孔为圆柱形孔。进一步的减小流体来流的静压在弧面模块内传递时受到的影响，保证流体静压的测量精度。
[0008]作为本发明的优选方案，所述测针垂直于所述孔。流体来流的静压传递到孔内后，沿垂直于测针的方向传递入测针内，使流体静压的测量环境呈理想状态，提高了测量精度，保证了测量数据的准确性。[0009]作为本发明的优选方案，所述孔的直径等于所述测针内通孔的直径，所述孔位于所述弧面模块内的端部超过所述测针位于所述弧面模块内的端部，所述测针位于所述弧面模块内的端部止于所述孔的侧壁，并且不伸入所述孔内。保证弧面模块内流体来流静压传递的流畅，进一步保证了测量的准确性。
[0010]作为本发明的优选方案，所述弧面模块的弧面为圆弧面。进一步的降低了流体来流在孔位于圆弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡，进一步的保证了测量的精度。
[0011]作为本发明的优选方案，所述弧面模块的圆弧面的半径≥ 50mm。理论上来说，圆弧面的半径越大，流体来流在孔位于圆弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡越小，测量得到的流体静压数据准确度越高，通过试验得到，当圆弧面的半径≥50_时，圆弧面的半径变化对静压测量值的影响幅度逐步降低，所以，可以理解为当圆弧面的半径≥ 50mm时，圆弧面的半径的增加虽然依然能够提高流体静压测量数据的准确度，但是提高了幅度已经不大，所以将圆弧面的半径的最小值设置为50mm。
[0012]作为本发明的优选方案，所述弧面模块的圆弧面的半径为65mm。由于弧面模块的尺寸受到实际使用空间尺寸的限制，将弧面模块的圆弧面的半径设置为65_，即能满足测量的准确度，也能避免由于弧面模块尺寸过大而受到实际空间尺寸的限制而影响使用。。
[0013]一种弧面静压测量模块制造方法，包括测针制作工序、弧面模块制作工序、装配工序和检测工序，
所述弧面模块制作工序依次包括:
A、制造模具:使用P20钢按照所述弧面模块的外形和尺寸制作模具；
B、注塑：将ABS塑料熔融后注塑到所述A步骤得到的模具内，冷却得到弧面模块；
所述装配工序依次包括:
a、加热弧面模块:将所述步骤B得到的弧面模块放入微波炉内加热至膨胀；
b、插入测针:先在孔内插入与所述孔相配合的测针限位块，然后再将测针制作工序得到的测针插入步骤a得到的所述弧面测量模块内，最后取出所述测针限位块，冷却后得到弧面静压测量模块；
所述检测工序为将步骤b得到的弧面静压测量模块放入水内，在测针内通入空气，检测测针与弧面模块之间的贴合处是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，则不合格，如果无气泡冒出，则合格。
[0014]本发明的弧面静压测量模块，采用P20钢作为弧面模块的模具，使得制作得到的模具能够反复使用多次，并且制作的模具抛光性好，使得到的弧面模块外表面光滑，保证了在使用时，在弧面的孔端部不易形成局部流体漩涡；另外，由于ABS塑料是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，使制作得到了弧面模块结构稳定，能够反复使用，也保证了弧面上的孔端部不易形成局部流体漩涡，以及流体来流在孔中流动顺畅，进一步的保证了测量的准确性。
[0015]作为本发明的优选方案，所述测针制作工序中，所述测针为采用线切割方式将不锈钢管切割成段作为测针。操作简单方便，并且测针端部平整，保证流体静压测量中，测量数据的精确度。
[0016]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是: 1、流体来流流过位于弧面顶端的孔端部，孔端部受到的流体静压通过孔和测针传递到测量仪器内，完成流体静压的测量，由于孔端部位于弧面模块的弧面顶端，使得流体来流在孔位于弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡大大的降低，从而提高了流体静压的测量精度；
2、由于在测针的端部设置了弧面模块，工作时，测针不因流体来流的推动而发生抖动，降低了采集信号对外界环境干扰的敏感度，进一步的提高了流体静压的测量精度；
3、结构简单，安装使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为弧面模块以及测针限位块的结构示意图，
图中标记:1-测针，2-弧面模块，3-孔，4-测针限位块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]如图1、图2和图3所示的一种弧面静压测量模块，包括弧面模块2和测针I，所述测针I的一端固定在所述弧面模块2内，所述弧面模块2的一侧面为弧面，所述弧面模块2的弧面顶端设置有与所述测针I接通的孔3，所述测针I与所述孔3连接的端部外缘与所述弧面模块2紧密贴合。使用时，流体来流流过位于弧面顶端的孔3端部，孔3端部受到的流体静压通过孔3和测针I传递到测量仪器内，完成流体静压的测量，由于孔3端部位于弧面模块2的弧面顶端，使得流体来流在孔3位于弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡大大的降低，从而提高了流体静压的测量精度；另外，由于在测针I的端部设置了弧面模块2，工作时，测针I不因流体来流的推动而发生抖动，降低了采集信号对外界环境干扰的敏感度，进一步的提高了流体静压的测量精度。
[0021]作为本发明的优选方案，所述孔3为柱形直孔3。减小流体来流的静压在弧面模块2内传递时受到弧面模块2的影响，保证流体静压的测量精度。
[0022]作为本发明的优选方案，所述孔3为圆柱形孔3。进一步的减小流体来流的静压在弧面模块2内传递时受到的影响，保证流体静压的测量精度。
[0023]作为本发明的优选方案，所述测针I垂直于所述孔3。流体来流的静压传递到孔3内后，沿垂直于测针I的方向传递入测针I内，使流体静压的测量环境呈理想状态，提高了测量精度，保证了测量数据的准确性。
[0024]作为本发明的优选方案，所述孔3的直径等于所述测针I内通孔的直径，所述孔3位于所述弧面模块2内的端部超过所述测针I位于所述弧面模块2内的端部，所述测针I位于所述弧面模块2内的端部止于所述孔3的侧壁，并且不伸入所述孔3内。保证弧面模块2内流体来流静压传递的流畅，进一步保证了测量的准确性。[0025]作为本发明的优选方案，所述弧面模块2的弧面为圆弧面。进一步的降低了流体来流在孔3位于弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡，进一步的保证了测量的精度。
[0026]作为本发明的优选方案，所述弧面模块2的圆弧面的半径> 50mm。理论上来说，圆弧面的半径越大，流体来流在孔3位于圆弧面上的端部周围形成的局部流体漩涡越小，测量得到的流体静压数据准确度越高，通过试验得到，如表I所示的测量数据，当圆弧面的半径> 50mm时，圆弧面的半径变化对静压测量值的影响幅度小于0.001%，所以，可以理解为当圆弧面的半径> 50mm时，圆弧面的半径的增加虽然依然能够提高流体静压测量数据的准确度，但是提高了幅度已经不大，所以将圆弧面的半径的最小值设置为50mm。
[0027]表1:风洞对比吹风试验数据，
【权利要求】
1.弧面静压测量模块，包括弧面模块和测针，所述测针的一端固定在所述弧面模块内，所述弧面模块的一侧面为弧面，所述弧面模块的弧面顶端设置有与所述测针接通的孔，所述测针与所述孔连接的端部外缘与所述弧面模块紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述孔为柱形直孔。
3.根据权利要求2所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述孔为圆柱形孔。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述测针垂直于所述孔。
5.根据权利要求4所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述孔的直径等于所述测针内通孔的直径，所述孔位于所述弧面模块内的端部超过所述测针位于所述弧面模块内的端部，所述测针位于所述弧面模块内的端部止于所述孔的侧壁但不伸入所述孔内。
6.根据权利要求5所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述弧面模块的弧面为圆弧面。
7.根据权利要求6所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述圆弧面的半径>50mm。
8.根据权利要求7所述的弧面静压测量模块，其特征在于，所述圆弧面半径为65mm。
9.弧面静压测量模块制造方法，包括测针制作工序、弧面模块制作工序、装配工序和检测工序， 所述弧面模块制作工序依次包括: A、制造模具:使用P20钢按照所述弧面模块的外形和尺寸制作模具； B、注塑:将ABS塑料熔融后注塑到所述A步骤得到的模具内，冷却得到弧面模块； 所述装配工序依次包括: a、加热弧面模块:将所述步骤B得到的弧面模块放入微波炉内加热至膨胀； b、插入测针:先在孔内插入与所述孔相配合的测针限位块，然后再将测针制作工序得到的测针插入步骤a得到的所述弧面测量模块内，最后取出所述测针限位块，冷却后得到弧面静压测量模块； 所述检测工序为将步骤b得到的弧面静压测量模块放入水内，在测针内通入空气，检测测针与弧面模块之间的贴合处是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，则不合格，如果无气泡冒出，贝1J合格。
10.根据权利要求9所述的弧面静压测量模块制造方法，其特征在于，所述测针制作工序中，所述测针为采用线切割方式将不锈钢管切割成段作为测针。
【文档编号】G01L19/00GK103454039SQ201310420799
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】钱锋, 张海波, 杜国斌 申请人:东方电气集团东方电机有限公司