[发明专利]一种高温等离子体风洞驻点瞬时热流的测量装置

说明书

本申请公开了一种高温等离子体风洞驻点瞬时热流的测量装置，其特征在于，包括石墨挡板、连接固定座、电机支架、低速电机、肋板、支座、同轴热电偶、夹持座、稳定底板，根据本发明的技术方案，能够通过低速电机的不同转速，控制流经同轴热电偶瞬时气流的时间和间隔，保证了同轴热电偶不受长时间烧蚀而损坏，并能够达到瞬时热流测量的目的。

技术领域

本发明属于等离子体风洞测量技术领域，尤其涉及一种利用接触式测量方法对电弧等离子体风洞中测试材料表面瞬时热流进行测量的装置。

背景技术

行星再入是飞行器完整飞行的第四个阶段，该阶段飞行器飞行速度极高，可达到超声速，飞行器前端产生的激波使前缘流动的气体分解，产生高焓高电离状态的气体，该气体对于飞行器热防护性能产生十分严峻的考验。

等离子体风洞作为校核飞行器热防护系统的测量设备之一，由于其能够长时间稳定地产生高温高焓等离子体气流的特性，目前已被广泛应用于再入飞行器热防护系统的测试。

等离子体风洞中，对被测材料表面和等离子体气流内部相关参数的测量对于成功模拟实际高空飞行状态、研究高焓气流与热防护材料理化交互过程具有重要意义。同轴热电偶是测量高温热流的基本测试手段之一，属于接触式测量方法，拥有测量原理简单，引起误差因素少，响应速度快等优点，是用于测量瞬时热流的最佳仪器。在等离子体风洞领域由于同轴热电偶表面材质不能长时间稳定固化，因此还没有将同轴热电偶用于测量等离子体风洞气流瞬态热流的先例。

发明内容

本发明的目的在于设计用于高温等离子体风洞驻点瞬时热流的测量装置，测量等离子体风洞高温气流在材料表面的热流值。本发明的具体技术方案如下：

一种高温等离子体风洞驻点瞬时热流的测量装置，其特征在于，包括石墨挡板、连接固定座、电机支架、低速电机、肋板、支座、同轴热电偶、夹持座、稳定底板，其中，所述石墨挡板为圆形，在所述石墨挡板上均匀分布多个螺栓孔，并设置有弧形通气槽；所述连接固定座上设置有与所述石墨挡板的螺栓孔相适应的多个均匀分布的螺栓孔，所述石墨挡板与所述连接固定座的一端经螺栓孔通过螺栓和螺母固定连接；所述连接固定座的另一端通过所述低速电机的平键与所述低速电机连接，并使用螺钉加固连接位置；所述低速电机通过螺钉固定在所述电机支架上；所述电机支架与所述肋板通过螺栓和螺母紧固连接；

所述同轴热电偶通过压力配合设置在所述夹持座中，并通过螺栓和螺母夹紧；

所述夹持座、所述稳定底板、所述肋板三者通过螺栓和螺母连接；

所述肋板与所述支座通过螺栓和螺母连接。

优选地，所述弧形通气槽与所述石墨挡板同心、圆心角为45°至120°、宽度为1mm至3㎜。

优选地，所述肋板和所述支座为不锈钢材质，所述夹持座为塑料材质。

本发明的有益效果在于：

1.通过低速电机驱动石墨挡板，通气槽能根据低速电机的不同转速，控制流经同轴热电偶瞬时气流的时间和间隔。

2.保证了同轴热电偶不受长时间烧蚀而损坏，并能够达到瞬时热流测量的目的。

3.通过连接固定座连接石墨挡板与低速电机，使低速电机的力矩传递平稳，转速均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为根据本发明的一个实施方式的一种高温等离子体风洞驻点瞬时热流的测量装置的结构图；