[发明专利]一种温度传感装置

说明书

本发明提供了一种温度传感装置，该温度传感装置包括传感头底座、传感头主体部、模拟黑体腔、高温光学系统、耐高温光纤、光纤固定结构、固定顶丝、传光光纤和信号处理系统，模拟黑体腔设置在传感头底座内，高温光学系统用于收集模拟黑体腔发出的光辐射信号，耐高温光纤用于接收高温光学系统收集的光辐射信号，光纤固定结构用于固定耐高温光纤，固定顶丝用于限制光纤固定结构沿传感头主体部的轴向方向的移动，传光光纤与耐高温光纤连接，信号处理系统用于将传光光纤输出的光辐射信号转换为待测物体的温度。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中温度传感装置的测温范围受限且动态响应、干扰屏蔽、使用寿命和恶劣环境适应性差的技术问题。

技术领域

本发明涉及高温测量技术领域，尤其涉及一种温度传感装置。

背景技术

在新型发动机的研制过程中，由于缺乏燃烧室高温测试手段，燃烧室热防护设计关键依据数据缺失，造成燃烧室可靠性存在隐患，导致发动机地面及飞行试验失败，研制存在较大失利风险。燃烧室内外壁温度、内部各部件温度、气流温度是发动机设计和试验过程中需要掌握的重要参数。准确获取该参数，将为新型发动机燃烧室高温结构可靠性安全设计及动力精确控制设计等提供基础数据。对燃烧室高温进行在线测试，可实时监控燃烧室烧蚀程度，防止烧穿破坏发动机结构，保障发动机结构完好性。此外，这些数据也可以作为发动机推力、气压等参数理论计算的检验和补充，进一步提高理论预测工作的精度。对发动机燃烧室温度进行测试，还可以对发动机的工作状态进行监控，对飞行动力进行精确控制。

目前，在发动机性能研究和材料技术研究持续推进时，高温、快响应温度测试技术进展却极其缓慢，现有技术中常用的温度传感器在测温上限、完整数据获取、动态响应、干扰屏蔽、恶劣环境适应性、使用寿命等方面，无法满足新型发动机现场测温的测温需求，因此亟需相应的测量器件。

发明内容

本发明提供了一种温度传感装置，能够解决现有技术中温度传感装置的测温范围受限且动态响应、干扰屏蔽、使用寿命和恶劣环境适应性差的技术问题。

本发明提供了一种温度传感装置包括：传感头底座，传感头底座与待测物体相接触，传感头底座具有第一空腔和第二空腔；传感头主体部，传感头主体部与传感头底座连接，传感头主体部具有沿其轴向方向设置的第一容纳腔和沿其径向方向设置的第二容纳腔；模拟黑体腔，模拟黑体腔设置在传感头底座内，模拟黑体腔、第一空腔和第二空腔依次相连通，第二空腔与第一容纳腔相对设置；高温光学系统，高温光学系统设置在第一空腔内，高温光学系统用于收集模拟黑体腔发出的光辐射信号；耐高温光纤，耐高温光纤用于接收高温光学系统收集的光辐射信号；光纤固定结构，光纤固定结构设置在第一容纳腔内，光纤固定结构用于固定耐高温光纤；固定顶丝，固定顶丝设置在第二容纳腔内，固定顶丝用于限制光纤固定结构沿传感头主体部的轴向方向的移动；传光光纤，传光光纤与耐高温光纤连接；信号处理系统，信号处理系统用于将传光光纤输出的光辐射信号转换为待测物体的温度。

进一步地，温度传感装置还包括光学装卡部，光学装卡部设置在第二空腔内，光学装卡部用于将高温光学系统固定设置在传感头底座内。

进一步地，耐高温光纤的一端用于接收模拟黑体腔发出的光辐射信号，耐高温光纤的另一端与传光光纤的一端连接，传光光纤的另一端用于将传输的光辐射信号输出至信号处理系统，耐高温光纤的另一端的端面结构形状为凸球状结构，传光光纤的一端的端面结构为凹球状结构。

进一步地，温度传感装置还包括光纤耦合器，传光光纤通过光纤耦合器与耐高温光纤连接。

进一步地，温度传感装置包括第一密封件、第二密封件、第三密封件和第四密封件，第一密封件设置在传感头底座与待测物体之间，第二密封件设置在传感头底座与传感头主体部之间，第三密封件设置在模拟黑体腔和第一空腔之间，第四密封件设置在第一空腔和第二空腔之间。