小的面迎风。屏间支架5的迎风面积与外屏蔽罩4和内屏蔽罩3之间的环形流道截面积之比不大于0.1。屏间支架5用于支撑外屏蔽罩4，避免外屏蔽罩在高温作用下发生变形，同时用来调节内流速度的分配。屏间支架5焊接于内屏蔽罩外表面，多个屏间支架5沿圆周方向均匀分布，其轴向位置设在外屏蔽罩4的中间位置。
[0034]加强肋6的一端固定在外屏蔽罩4上，另一端固定在支撑杆7上，起到提高所述温度传感器的刚度的作用。加强肋6与外屏蔽罩4成45°角。安装法兰8套在支撑杆7的外面，并与支撑杆7固定连接。
[0035]内屏蔽罩3和支撑杆7均为一端成45°斜面的圆筒状结构，以便二者拼接后互相垂直，内屏蔽罩3和支撑杆7通过焊接的方式连接。为折转90°，绝缘瓷管2分为两段，每段均在拼接的一端加工成45°斜面。外屏蔽罩4为圆筒状结构，套入内屏蔽罩3后，与支撑杆7通过焊接的方式连接。
[0036]当来流马赫数不高于0.4时，内屏蔽罩进气口9和内屏蔽罩出气口 10的面积比取I;当来流马赫数为0.4?0.5时，内屏蔽罩进气口 9和出气口 10的面积比取I?1.25;当来流马赫数为0.5?0.6时，内屏蔽罩进气口 9和内屏蔽罩出气口 10的面积比取1.25?1.4;当来流马赫数为0.6?0.7时，内屏蔽罩进气口 9和出气口 10的面积比取1.4?1.6。
[0037]高温传感器的内屏蔽罩3、外屏蔽罩4、屏间支架5、加强肋6以及支撑杆7浸入高温气流部分材料均采用铂铱合金，铱的重量百分比为15%?25%，铂的重量百分比为75%?85%。
[0038]支撑杆7不浸入高温气流部分以及安装法兰8采用高温合金材料。
[0039]当被测气流温度在2000K以下时，热电偶丝I选用铂铑30-铂铑6贵金属材料；当被测气流温度在2000K?2100K之间时，热电偶丝I选用铂铑40-铂铑20贵金属材料。
[0040]绝缘瓷管2的材料按以下方法选取:当被测温度在1900K以下时，选用三氧化二铝Al2O3，当被测温度在1900K?2100K之间时，选用氧化镁MgO。
【主权项】
1.大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:其包括:热电偶丝(I)、绝缘瓷管(2)、内屏蔽罩(3)、外屏蔽罩(4)、屏间支架(5)、加强肋(6)、支撑杆(7)、安装法兰(8)和高温水泥(11); 所述传感器采用L型的双屏蔽式结构；内屏蔽罩(3)和外屏蔽罩(4)均为一字型结构；内屏蔽罩(3)置于外屏蔽罩(4)之内，二者轴线重合；内屏蔽罩(3)和外屏蔽罩(4)分别与支撑杆(7)垂直；内屏蔽罩(3)和外屏蔽罩(4)在绝缘瓷管(2)的折转位置与支撑杆(7)的一端固定连接；内屏蔽罩(3)和外屏蔽罩(4)的轴线与被测气流方向平行； 热电偶丝(I)与绝缘瓷管(2)均为L形结构;热电偶丝(I)穿入绝缘瓷管(2)后，装入内屏蔽罩(3)和支撑杆(7)中；在绝缘瓷管(2)与内屏蔽罩(3)之间以及绝缘瓷管(2)与支撑杆之间(7)分别填充高温水泥(11)，用于固定和密封； 内屏蔽罩(3)的长度与外径之比均不小于5;外屏蔽罩(4)的长度与外径之比不小于5;热电偶丝(I)伸出绝缘瓷管(2)的长度与热电偶丝(I)直径之比不小于10;内屏蔽罩(3)的头部与外屏蔽罩(4)的头部的轴向距离为外屏蔽罩(4)内径的I?2倍;热电偶丝(I)的头部与内屏蔽罩⑶的头部的轴向距离为内屏蔽罩⑶内径的I?2倍； 内屏蔽罩(3)上有内屏蔽罩入气孔(9)和内屏蔽罩出气孔(10);外屏蔽罩(4)上有外屏蔽罩入气孔(12)和外屏蔽罩出气孔(13); 屏间支架(5)固定在内屏蔽罩(3)和外屏蔽罩(4)之间；屏间支架(5)的外形为长方体薄板状，屏间支架(5)面积最小的面迎风； 加强肋(6)的一端固定在外屏蔽罩(4)上，另一端固定在支撑杆(7)上，起到提高所述温度传感器的刚度的作用;加强肋(6)与外屏蔽罩(4)成45°角;安装法兰(8)套在支撑杆(7)的外面，并与支撑杆(7)固定连接； 所述高温传感器的内屏蔽罩(3)、外屏蔽罩(4)、屏间支架(5)、加强肋(6)以及支撑杆(7)浸入高温气流部分材料均采用铂铱合金； 热电偶丝(I)选用铂铑系或铱铑系贵金属材料； 绝缘瓷管(2)的材料按以下方法选取:当被测温度在1900K以下时，选用三氧化二铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)或氧化铍(BeO)，当被测温度在1900K?2100K之间时，选用氧化镁(MgO)或氧化铍(BeO)。2.如权利要求1所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:内屏蔽罩(3)的壁厚取0.5mm?1.5mm，外屏蔽罩(4)的壁厚取0.5mm?2mm;外屏蔽罩(4)的内径与内屏蔽罩(3)的外径之比为1.5?2.5。3.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:在绝缘瓷管(2)与内屏蔽罩(3)之间以及绝缘瓷管(2)与支撑杆之间(7)分别填充高温水泥(11)的填充厚度不小于5_。4.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:内屏蔽罩入气孔(9)位于内屏蔽罩(3)靠近热电偶丝(I)头部的端面上；内屏蔽罩出气孔(10)与绝缘瓷管(2)靠近热电偶丝(I)头部的端面相切;外屏蔽罩入气孔(12)位于外屏蔽罩(4)靠近热电偶丝(I)头部的端面上；外屏蔽罩出气孔(13)位于外屏蔽罩(4)远离热电偶丝(I)头部的端面上。5.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:所述屏间支架(5)的迎风面积与外屏蔽罩(4)和内屏蔽罩(3)之间的环形流道截面积之比不大于 0.1 ο6.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:所述屏间支架(5)用于支撑外屏蔽罩(4)，避免外屏蔽罩在高温作用下发生变形，同时用来调节内流速度的分配;屏间支架(5)焊接于内屏蔽罩外表面，多个屏间支架(5)沿圆周方向均匀分布，其轴向位置设在外屏蔽罩(4)的中间位置。7.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:当来流马赫数不高于0.4时，内屏蔽罩进气口(9)和内屏蔽罩出气口(10)的面积比取I;当来流马赫数为0.4?0.5时，内屏蔽罩进气口(9)和出气口(10)的面积比取I?1.25;当来流马赫数为0.5?0.6时，内屏蔽罩进气口(9)和内屏蔽罩出气口(10)的面积比取1.25?1.4;当来流马赫数为0.6?0.7时，内屏蔽罩进气口(9)和出气口( 10)的面积比取1.4?1.6。8.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:所述支撑杆(7)不浸入高温气流部分以及安装法兰(8)采用高温合金或不锈钢材料。9.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:当被测气流温度在2000K以下时，热电偶丝(I)选用铂铑30-铂铑6或铂铑40-铂铑20贵金属材料；当被测气流温度在2000K?2100K之间时，热电偶丝(I)选用铂铑40-铂铑20或铱铑系贵金属材料。10.如权利要求1或2所述的大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，其特征在于:所述高温传感器的内屏蔽罩(3)、外屏蔽罩(4)、屏间支架(5)、加强肋(6)以及支撑杆(7)浸入高温气流部分材料均采用铂铱合金，其中铱的重量百分比为15%?25%，铂的重量百分比为75%?85%。
【专利摘要】本发明属于温度测试领域，涉及高温测量与现场校准用的温度传感器，具体涉及一种大长径比L型双屏蔽式参考气流高温传感器，适用于亚音速带压条件下2100K以下高温气流温度测量与现场校准。本发明采用大长径比L型双屏蔽式结构，以贵金属合金作为温度传感器的外壳材料，敏感元件采用铂铑30-铂铑6或铂铑40-铂铑20等贵金属热电偶，通过传热、气动理论分析与计算，优化关键尺寸，保证温度传感器的综合测温偏差足够小，从而得到能应用于亚音速带压条件下、2100K以下高温气流温度测量与现场校准的温度传感器。它具有耐温高、准确度高、寿命长等优点，能够解决2100K以下高温气流温度的准确测量与现场校准问题。
【IPC分类】G01K7/02, G01K15/00
【公开号】CN105509916
【申请号】CN201510847558
【发明人】赵俭, 杨永军
【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月26日