[发明专利]一种小惯性热电偶探针

说明书

技术领域

本发明属于航空发动机温度测试技术领域，具体涉及一种小惯性热电偶探针。

背景技术

在航空发动机试验测试中，由于流场温度的高频脉动，需要采用小惯性热电偶来测量气流的温度。目前常用的热电偶单独放置于流场当中比较困难，并且很难保证强度和刚度，热电偶偶丝在高速、高温、高压、高脉动的气流冲击下很容易发生弯曲、变形、损坏。现有铠装热电偶频响较低，无法满足航空发动机内流场动态温度测量的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种小惯性热电偶探针，可以测量高频脉动气流温度，可以在流场中支撑小惯性及直径较小的热电偶偶丝，在高速气流冲击下保持强度与刚度，不易发生弯曲变形。

本发明的技术解决方案是：

1、一种小惯性热电偶探针，由偶丝支杆(1)、探针支杆(2)、刚玉管(3)、热电偶测量接点(4)和热电偶偶丝(5)组成，其特征在于：偶丝支杆(1)采用耐高温合金材料制成，偶丝支杆(1)为中空的“Г”型圆柱支杆，偶丝支杆(1)直径为4毫米，壁厚0.5毫米，高度10毫米，固定在探针支杆(2)一端。其中，偶丝支杆(1)弯曲段为圆弧状，该形状可以保证偶丝不易折断。其外表面光洁度不低于3.2微米。

2、进一步，探针支杆(2)采用耐高温合金材料制成，形状为圆柱体，直径为15毫米，其头部用于固定偶丝支杆(1)，支杆内部开通孔，通孔直径为3毫米用于引出热电偶偶丝(5)。

3、进一步，所述刚玉管(3)通过绝热粘结材料固定在偶丝支杆(1)和探针支杆(2)内，刚玉管(3)开有通孔，用于穿过和固定热电偶偶丝(5)。可以起到绝缘和隔热作用，且易于更换。

4、进一步，所述热电偶可以是各种类型的热电偶，热电偶偶丝(5)通过偶丝支杆(1)拉直，呈“—”型，热电偶测量接点(4)位于中央。在正对来流方向，热电偶裸露偶丝与偶丝支杆(1)呈“П”字型。这种结构可以在保证热电偶偶丝(5)强度的基础上，采用惯性较小的热电偶。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

本发明创造了一种小惯性热电偶探针，本发明设计了偶丝支杆(1)固定在探针支杆(2)上，热电偶偶丝(5)通过偶丝支杆(1)固定、拉直，呈“—”型，热电偶测温接点(4)位于中央，在正对气流方向，裸露偶丝与偶丝支杆(1)呈“П”字型。该支撑结构可以保证热电偶偶丝(5)的强度，在流场中不易吹弯或者断裂，因此可以采用惯性更小的热电偶，获得更高的频响，并且该结构使热电偶与流场充分接触，具有更加迅速的热交换。本发明的偶丝支杆(1)弯曲处采用弧形设计，有效保护热电偶偶丝(5)，使其不易折断。本发明结构紧凑，探针尺寸小，在测量过程中，对流场影响小，方便放置在狭小空间进行温度测量。热电偶偶丝(5)穿过刚玉管(3)，可以对热电偶偶丝(5)起到绝缘隔热作用，并且方便更换偶丝。热电偶可以是K型、J型、T型等不同类型的热电偶。

附图说明

图1是本发明创造的一种小惯性热电偶探针的截面示意图。

图2是图1的俯视示意图。

其中：1-偶丝支杆，2-探针支杆，3-刚玉管，4-热电偶测量接点,5-热电偶偶丝

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，本发明的一种小惯性热电偶探针包括偶丝支杆(1)、探针支杆(2)、刚玉管(3)、热电偶测量接点(4)、热电偶偶丝(5)，所述偶丝支杆呈“Г”型，偶丝支杆(1)直径为3毫米，壁厚0.5毫米，高度10毫米，探针支杆(2)直径为15毫米，偶丝支杆(1)对称安装在探针支杆(2)头部，偶丝支杆(1)中轴线距探针支杆(2)中轴线距离为4毫米，刚玉管(3)通过绝热粘接材料固定在偶丝支杆(1)和探针支杆(2)内，热电偶偶丝(5)穿过刚玉管(3)并固定，裸露偶丝部分拉直，热电偶测量接点(4)位于裸露偶丝中间，裸露偶丝与探针支杆(2)上表面平行并且与两个偶丝支杆(1)呈“П”型。

如图2所示，待测来流方向如箭头所示，测量流场温度时，将探针插入流场中并固定，热电偶偶丝(5)的两极通过探针支杆(2)尾部引出。测量过程中将裸露偶丝与偶丝支杆(1)所成的‘П’型正对来流，根据气流方向可以通过转动探针支杆(2)和上下移动探针支杆(2)来调节探针测量位置。

本发明实施例中介绍的一种小惯性热电偶探针可以采用热惯性较小的热电偶测量流场温度，该探针频响高，在高速气流冲击下保持强度与刚度，不易发生弯曲变形，适用于测量航空发动机内部或进出口流场温度。