專利名稱：用于測(cè)量總空氣溫度的破冰探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量流體流的至少ー個(gè)物理參數(shù)的裝置，更具體地涉及ー種用于測(cè)量總氣溫的防結(jié)冰探頭。其在用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)入口處和/或航空器(例如巡航航空器)外側(cè)的空氣的總溫度的航空學(xué)領(lǐng)域具有特別有利的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
照慣例，在安裝發(fā)動(dòng)機(jī)的航空器上，用于測(cè)量空氣流溫度的溫度測(cè)量裝置布置在進(jìn)氣ロ處或靠近發(fā)動(dòng)機(jī)入ロ處或航空器的外表面上?！?br> 在航空器外表面的空氣形成高速空氣流且有必要測(cè)量該空氣流的總溫度?，F(xiàn)有幾種類型的探頭能夠測(cè)量總空氣溫度。特別地，能夠使用具有這樣的結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量裝置，在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)減小流經(jīng)集成了感測(cè)元件的通道的空氣的流動(dòng)速率來(lái)測(cè)量總溫度。例如，所述測(cè)量裝置在由申請(qǐng)人于1991年9月2日提交并以參考號(hào)FR 2 680 872公開(kāi)的法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R 91-10845中進(jìn)行了描述。但是，當(dāng)航空器飛行于在霜或雪的條件下時(shí)，在探頭壁上積聚的霜和/或雪導(dǎo)致形成冰，所述冰粘附在所述壁上，因此，如果積聚了太多的冰會(huì)干擾探頭的運(yùn)行。此外，如果霜和/或雪進(jìn)入到集成了用于測(cè)量空氣流的傳感器的窗口內(nèi)部，則在這個(gè)區(qū)域也可能形成冰，而冰可能會(huì)引起測(cè)量不準(zhǔn)確，甚至妨礙傳感器的運(yùn)行。已經(jīng)提出各種解決方案以克服這些由于在探頭上形成冰而導(dǎo)致故障的問(wèn)題。第一個(gè)解決方案包含使用集成了加熱機(jī)構(gòu)的測(cè)量探頭，該加熱機(jī)構(gòu)設(shè)置為對(duì)探頭的主體進(jìn)行加熱從而防止在所述探頭的壁上形成冰。雖然這種系統(tǒng)頗為有效地防止了霜和/或雪粘附于探頭主體，但是由探頭的感測(cè)元件所做的測(cè)量通常會(huì)受到所使用的加熱機(jī)構(gòu)的干擾，這就導(dǎo)致參數(shù)值的不準(zhǔn)確的測(cè)量而干擾了探頭的正常運(yùn)行，這是由于需要以不同的算法(關(guān)于是否為探頭提供了能量)來(lái)補(bǔ)償而使得數(shù)據(jù)的可獲取性變得更加復(fù)雜。因此提出了其他的解決方案來(lái)避免依賴于所述額外的加熱機(jī)構(gòu)。例如，在1998年5月19日公開(kāi)的專利US 5，752，674中所提出的使用g在定位于在流體流動(dòng)的方向上的探頭上游的冰盾，從而促使冰在該冰盾上而非探頭上的生長(zhǎng)。在該文獻(xiàn)中提出的冰盾具有復(fù)雜的形狀，包括數(shù)個(gè)彼此不同的葉片形部分，從而制造出數(shù)個(gè)冰的形成區(qū)域。由于冰形成在所述盾的數(shù)個(gè)點(diǎn)處，所形成的冰塊與形成在単一葉片形部分上的單塊結(jié)冰相比具有更小的尺寸，因此，當(dāng)這些較小的結(jié)冰破碎并從所述盾上消除的時(shí)候，其較小的尺寸意味著能夠減小對(duì)位于探頭下游的部件損傷的風(fēng)險(xiǎn)。但是，由于所述冰盾非常特殊的形狀導(dǎo)致其制造會(huì)非常復(fù)雜。此外，多個(gè)葉片形部分削弱了所述盾的整體結(jié)構(gòu)，尤其是，由于該述盾被附加到探頭主體上，因此也會(huì)削弱組件。在以參考號(hào)FR 2 822 230公開(kāi)于2002年9月20日的法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R 02-02967中，提出一種探頭，其主體形成為促使粘附于探頭主體的壁的任何冰提早脫離的外形，從而使得冰塊自身在生長(zhǎng)階段即從探頭主體分離，這樣它們就不損傷位于探頭下游的部件。為此，所提出的探頭為具有特殊尺寸的葉片形狀以減小冰在探頭上的粘附表面，并且還能減小探頭主體的粘著特性。因此所提出的探頭非常薄，且相對(duì)于探頭所固定的平面相差很大的角度，這就削弱了探頭本身，且探頭在廣泛使用的極端條件下的可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。因此，本發(fā)明的ー個(gè)目的是提出一種用于測(cè)量流體流的物理參數(shù)的裝置，該裝置適用于定位在航空器上，且能夠使探頭在任何天氣條件下(特別是有霜和/或雪的條件下)運(yùn)行，而不會(huì)干擾所進(jìn)行的測(cè)量，并且該裝置還能夠解決至少ー個(gè)上面所描述的缺陷。本發(fā)明的一個(gè)特別的目的是提出ー種制造簡(jiǎn)單的防結(jié)冰探頭，其具有對(duì)極端天氣條件增強(qiáng)的抵抗力。通過(guò)限制自身從探頭主體脫離的冰塊的尺寸，所提出的探頭還能夠避免相對(duì)于流體流方向位于探頭的下游的部件的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
為此，提出了一種用于測(cè)量流體流的至少ー個(gè)物理參數(shù)(特別是總空氣溫度)的裝置，包括-成型主體，該成型主體沿著縱軸線(L)具有細(xì)長(zhǎng)形狀且具有至少兩個(gè)壁，該兩個(gè)壁布置為彼此連接成銳角而形成楔形部分，所述楔形部分在平行于成型主體的縱軸線(L)的方向上延伸；-至少ー個(gè)測(cè)量流體流的物理參數(shù)的感測(cè)元件，所述感測(cè)元件被布置在穿過(guò)成型主體形成的窗口內(nèi)，其特征在于形成楔形部分的壁中的每ー個(gè)包括至少ー個(gè)凹ロ，該凹ロ相對(duì)于所述壁形成轉(zhuǎn)向角從而削弱形成在楔形部分上的冰。設(shè)置在楔形部分上的凹ロ不同于其內(nèi)布置有感測(cè)元件的通窗。優(yōu)選但不受限的這種測(cè)量裝置的多個(gè)方面，単獨(dú)或以任何可能的技術(shù)組合顯示于下文-成型主體相對(duì)于穿過(guò)縱軸線(L)的中心平面具有対稱性，形成楔形部分的壁相對(duì)于所述平面包含相同數(shù)量的対稱的凹ロ；-每個(gè)凹ロ沿著垂直于成型主體的縱軸線(L)的方向具有細(xì)長(zhǎng)形狀；-每個(gè)凹ロ并不延伸至形成楔形部分的兩個(gè)壁所共有的邊緣；-形成楔形部分的壁的每ー個(gè)包含三個(gè)凹ロ，所述凹ロ中的ー個(gè)形成為與穿過(guò)成型主體形成的并包含感測(cè)元件的窗ロ相對(duì)；-形成楔形部分的兩個(gè)壁以至少30°角布置，且優(yōu)選在35°和40°之間；-在楔形部分的壁的每ー個(gè)上形成的多個(gè)凹ロ的表面一起形成至少25°的角度，且優(yōu)選在25°和30°之間，此外這個(gè)角度又小于楔形部分的壁之間形成的角度；-成型主體從緊固凸緣延伸，所述緊固凸緣具有為測(cè)量裝置限定固定平面的支架，其中包含感測(cè)元件的窗ロ布置在成型主體上與聯(lián)接至所述緊固凸緣的端部相対的端部；-成型主體包括分別從形成楔形部分的兩個(gè)壁延伸的兩個(gè)互補(bǔ)的壁，所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁基本上彼此平行且限定了成型主體的主部分；-包含感測(cè)元件的窗ロ形成為從所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁中的一個(gè)朝著所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁中的另ー穿過(guò)成型主體的主部分；-互補(bǔ)的壁的每ー個(gè)相對(duì)于楔形部分的對(duì)應(yīng)的壁布置以形成凹部；
-每個(gè)凹ロ延伸至在楔形部分的壁和主部分的互補(bǔ)的壁之間形成的凹部；-成型主體包括分別從彼此平行并形成主部分的兩個(gè)互補(bǔ)的壁延伸的另外兩個(gè)互補(bǔ)的壁，所述另外兩個(gè)互補(bǔ)的壁也布置為彼此連接成銳角而形成第二楔形部分，該第二楔形部分在平行于成型主體的縱軸線(L)的方向上延伸；-成型主體依照下面的原則以長(zhǎng)度単位Ul為基礎(chǔ)來(lái)定尺寸〇形成第一楔形部分的壁相等，使得所述第一楔形部分的橫截面為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在2 和4 之間，優(yōu)選為3隊(duì)，而底的尺寸在1 和3 之間，優(yōu)選為 I- 5Ul ；〇形成主部分的互補(bǔ)的壁相等，使得所述主部分的橫截面為矩形，矩形的長(zhǎng)的尺寸在IUl和3 之間，優(yōu)選為2 ，而寬的尺寸在IUl和I. 5 之間，優(yōu)選為I. 2UL ；
〇形成第二楔形部分另外的互補(bǔ)的壁相等，使得所述第二楔形部分的橫截面為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在1 和2 之間，優(yōu)選為I. 5 ，而底的尺寸在1 和I. 5 之間，優(yōu)選為L(zhǎng) 2隊(duì)。-兩個(gè)感測(cè)元件布置在穿過(guò)成型主體形成的窗ロ內(nèi)，所述感測(cè)元件具有直徑為Φ的圓柱形狀且沿著平行于成型主體的縱軸線(L)的軸線布置，所述感測(cè)元件被定位使得〇兩個(gè)感測(cè)元件的縱軸線之間的距離在I Φ和3 Φ之間，優(yōu)選為2 Φ ；〇每個(gè)感測(cè)元件的縱軸線(L)和第一楔形部分特有的三角形橫截面的底之間的距離在3Φ和5Φ之間，優(yōu)選為4. 5Φ ；〇每個(gè)感測(cè)元件的縱軸線(L)和第二楔形部分特有的三角形橫截面的底之間的距離在2Φ和3Φ之間，優(yōu)選為2. 5Φ。-成型主體的每個(gè)壁基本上是平坦的。


通過(guò)下面的描述將使本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)變得更為清楚，這些描述僅是顯示性的和非限制性的，并且應(yīng)當(dāng)參考所附附圖來(lái)進(jìn)行解讀，其中-圖I為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的防結(jié)冰探頭的立體圖；-圖2為圖I的防結(jié)冰探頭的側(cè)視圖；-圖3a、3b和3c為圖I的防結(jié)冰探頭分別沿著A-A線、B-B線和C-C線的橫截面圖；-圖4a和4b示意性示出在圖I的防結(jié)冰探頭的葉片部分上形成的冰的橫截面圖；-圖5為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的防結(jié)冰探頭的立體圖；-圖6為圖5的防結(jié)冰探頭的主視圖；-圖7為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方案的防結(jié)冰探頭的立體圖；-圖8a和Sb為圖7的防結(jié)冰探頭分別沿著A-A線和B-B線的橫截面圖；-圖9為根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施方案的防結(jié)冰探頭的立體圖；-圖10為根據(jù)本發(fā)明的防結(jié)冰探頭的尺寸的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I和圖2分別為用于測(cè)量由箭頭F表示的流體流的物理參數(shù)的防結(jié)冰探頭I的立體圖和側(cè)視圖。防結(jié)冰探頭I包括沿著縱軸線L基本為細(xì)長(zhǎng)形狀的成型主體2。如圖I和圖2可見(jiàn)，通窗3形成為穿過(guò)成型主體2以允許測(cè)量流的流動(dòng)，所述流采樣于在所述窗ロ 3的進(jìn)入孔和排出孔之間的流體流F，每個(gè)孔位于成型主體2的相對(duì)面上。窗ロ 3因此形成探頭的成型主體2的兩個(gè)壁之間的貫通管道。穿過(guò)探頭主體2形成的窗ロ3允許ー個(gè)或多個(gè)傳感器4定位以測(cè)量流體流的物理參數(shù)，例如溫度的測(cè)量。因此，可對(duì)布置于窗ロ 3的本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何傳感器元件制定規(guī)定，例如圓柱形細(xì)長(zhǎng)形狀，從而將感測(cè)元件4的軸線定位為基本上平行于以細(xì)長(zhǎng)形狀為特征的探頭主體2的縱軸線し優(yōu)選地，防結(jié)冰探頭I還包括緊固凸緣5，探頭I的成型主體2從該緊固凸緣5延伸。緊固凸緣5包含支架6，該支架6使得所述防結(jié)冰探頭I被固定至例如航空器的壁，從而在基本上垂直于流體流F的方向的縱向方向上布置該探頭主體2。除了具有通窗3 (該通窗3能夠定位感測(cè)元件4以測(cè)量表示流體的特征的物理參數(shù))，成型主體2還具有特殊的形狀以防止結(jié)冰干擾由感測(cè)元件4做出的測(cè)量，且當(dāng)冰從成·型主體2脫離時(shí)，還防止形成在探頭I上的冰損傷航空器的相對(duì)于流體流F方向位于探頭I的下游的部件。因此，成型主體2包括在探頭之前的楔形部分7，即，其意在被放置于流體F的流動(dòng)方向的上游。這個(gè)楔形部分7由此可被稱為前楔形部分。更特別地，成型主體2包括相對(duì)于彼此布置的壁71和72，從而使其具有連接的邊緣且形成鋭角，由此所述壁的這種特殊的布置形成成型主體2的楔形部分7。連接這兩個(gè)壁71和72的邊緣優(yōu)選布置在平行于成型主體2的縱軸線L的方向上，從而使得楔形部分7基本垂直于緊固凸緣5的支架6，探頭I的成型主體2從該緊固凸緣5延伸。選擇兩個(gè)壁71和72之間的銳角(對(duì)應(yīng)于沿著探頭垂直于成型主體的縱軸線的橫向平面由兩個(gè)壁形成的角度)，使得由流體流F攜帯的任何霜和/或雪達(dá)到粘附于形成楔形部分7的所述壁71和72，更特別地，粘附于該楔形部分7的尖頭端。因此選擇大于30°的角度，且優(yōu)選在35°到40°之間的角度。根據(jù)本發(fā)明，探頭I的成型主體2的楔形部分7還包括多個(gè)凹ロ 73，所述凹ロ切割于壁71和72的每ー個(gè)上。每個(gè)凹ロ 73在壁71和72的每ー個(gè)的表面上形成切ロ。因此，所述凹ロ 73并不是穿過(guò)探頭主體的貫穿凹ロ ；它們是在壁71和72上形成的表面切ロ。正如下文可見(jiàn)，這些凹ロ的目的是削弱形成在楔形部分7的壁71和72上的冰，從而使得冰塊變得更脆弱而促使其提早破碎成多個(gè)尺寸足夠小的小塊，這樣它們就不會(huì)引起對(duì)位于探頭I的下游的部件的損傷。形成在楔形部分7的壁71和72上的凹ロ 73可具有各種形狀和位置，只要其允許初始均勻地形成在每個(gè)楔形部分7的尖端(即壁71和72的公共邊緣)的結(jié)冰隨后不同地生長(zhǎng)即可，而該結(jié)冰的不同生長(zhǎng)取決于其是形成在楔形部分7的凹ロ部還是形成于楔形部分7的非凹ロ部。優(yōu)選地，凹ロ對(duì)稱地形成在壁71和72上的每ー個(gè)上，從而使得當(dāng)流體流F以均勻的方式(即在垂直于探頭I的前部平面并經(jīng)過(guò)其縱軸線L的方向上)沖擊探頭I的前部吋，冰塊的形成和削弱也對(duì)稱地發(fā)生。優(yōu)選凹ロ 73是在垂直于探頭I的成型主體2的縱軸線L的方向上延伸的凹槽的形式。更優(yōu)選地，這些凹槽是平坦的。形成在壁71和72上的每ー個(gè)上的凹槽73優(yōu)選地在它們之間形成小于在楔形部分的壁71和72之間形成的鋭角(沿著探頭垂直于成型主體的縱軸線的橫向平面的角度)的角度。例如，壁71和72的每ー個(gè)上的凹槽73之間的角度可以選擇為大于30。形成在成型主體2的壁71和72上的凹ロ 73不延伸至所述壁71和72所共有的連接的邊緣。因此，楔形部分7包括了在楔形部分7的整個(gè)高度上相同的前部(相對(duì)于流體流F的方向)。除了相對(duì)于流體流F的方向位于探頭主體2之前的楔形部分7，成型主體2包括主部分8，穿過(guò)該主部分8形成有能夠定位用于測(cè)量流體流的物理參數(shù)的感測(cè)元件4的窗ロ
3。從這種布置可清楚的看出，凹ロ 73不同于穿過(guò)成型主體2的窗ロ 3。該主部分8的形狀可以是任何形狀，但是優(yōu)選地由彼此平行且平行于成型主體2 的縱軸線的兩個(gè)壁81和82形成，如圖I和圖2所示，在圖3a至3c中給出了圖I的成型主體2沿著不同剖面的橫截面圖。優(yōu)選地，形成成型主體2的主部分8的壁81和82從楔形部分7的壁71和72延イ申，從而形成相對(duì)于壁71和72的凹部。因此，使用在探頭的前楔形部分7的凹ロ 73能夠削弱形成在所述壁上的冰且促使冰從所述探頭脫離。由于這個(gè)原因，沒(méi)有必要使探頭包括加熱機(jī)構(gòu)來(lái)加熱探頭主體而使積聚的冰融化。因此，優(yōu)選地，所提出的防結(jié)冰探頭并不包括任何專門的融化冰的加熱機(jī)構(gòu)。探頭I的成型主體2還可以包括后楔形部分9，即放置在探頭I的相對(duì)于楔形部分7在流體流F的方向上的相反端部處。該第二楔形部分9也由壁91和92 —起形成鋭角，這些壁從形成主部分8的壁81和82延伸。形成第二楔形部分9的壁91和92優(yōu)選位于主部分8的壁81和82的延長(zhǎng)部分，從而在探頭I的成型主體2的主部分8和第二楔形部分9之間不形成任何凹部。探頭I的成型主體2可直接從緊固凸緣5的支架6延伸。也可以設(shè)置一個(gè)加長(zhǎng)探頭的成型主體2的中間部分10，以將感測(cè)元件4從探頭I的固定平面錯(cuò)位。該中間部分10也能夠加強(qiáng)探頭I的整體結(jié)構(gòu)，特別是將成型主體2固定至緊固凸緣5。圖4a和4b示意性地示出當(dāng)流體流F在前面(即在垂直于探頭I穿過(guò)其縱軸線L的正平面的方向上)沖擊探頭I的成型主體2時(shí)形成在楔形部分7上的冰。更具體地，圖4a示出了在楔形部分7的壁71和72的不包括任何凹ロ的部分上的形成的冰，而圖4b示出了在楔形部分7的壁71和72的包括凹ロ 73的部分上形成的冰。當(dāng)防結(jié)冰探頭I開(kāi)始處于包括霜和/或雪的流體流F中時(shí)，這些成分在楔形元件的尖端處接近并粘附至楔形元件7的壁71和72上。楔形元件7形成為使得其前部(即相對(duì)于探頭I的成型主體2的前尖頭端)在其整個(gè)高度上為相同的形狀；設(shè)置在壁71和72的凹ロ 73實(shí)際上并不延伸至楔形部分7的尖頭端。以這種方式，無(wú)論尖端是否與凹ロ 73相對(duì)布置，初始形成在楔形部分7上的冰都在其整個(gè)高度上均勻地產(chǎn)生。初始形成楔形部分7上的冰層顯不在圖4a和4b中且標(biāo)記為Cl?！┏跏嫉谋鶎覥l已經(jīng)形成在楔形部分7的前尖頭部，則冰在該基礎(chǔ)層上繼續(xù)生長(zhǎng)而覆蓋楔形部分7的尖頭。但是，與楔形部分7上的第一初始冰層Cl的沉積相反，在該初始冰層Cl上發(fā)生的冰的后續(xù)生長(zhǎng)根據(jù)其是發(fā)生在楔形部分7不包括凹ロ的部分還是發(fā)生在楔形部分7包括凹ロ 73的部分上而不同。如圖4a所示，當(dāng)冰在楔形部分7不包括任何凹ロ的部分上生長(zhǎng)時(shí)，冰的生長(zhǎng)基本上以均勻的方式在初始冰層Cl的整個(gè)表面發(fā)生。因此，冰層C2以相對(duì)均勻的方式形成在初始冰層Cl上，并粘附于探頭I的成型主體2的楔形部分7的尖端。如圖4b所示，冰在楔形部分7包括凹ロ 73的部分上的生長(zhǎng)是不同的；這就會(huì)受到由所述凹ロ 73相對(duì)于壁71和72形成的轉(zhuǎn)向角的干擾。冰層C3形成在具有凹ロ 73的部分處，因此具有不同于形成在楔形部分7缺乏凹ロ的部分上的冰層C2的外形。因此，冰在初始層Cl上的生長(zhǎng)根據(jù)其是否發(fā)生在楔形部分7包括凹ロ 73的一部分處或發(fā)生在楔形部分7不包括任何凹ロ的一部分處而不同，從而隨著冰通過(guò)楔形部分7中存在的凹ロ 73生長(zhǎng)時(shí)，沿著楔形部分7形成的冰被削弱。此外，正如圖4a和4b中所示，冰的生長(zhǎng)所表示出的不同隨著冰在楔形部分7上的生長(zhǎng)而越發(fā)的明顯，從而使得形成在楔形部分7上的冰逐漸被削弱而導(dǎo)致楔形部分7上的結(jié)冰提早破裂，接著冰塊分離，流體流對(duì)冰的沖擊并建立起的不平衡有助于這種分離。 因此，成型主體2所呈現(xiàn)出的特殊的設(shè)計(jì)包括具有壁71和72的前楔形部分7，所述壁71和72上設(shè)有凹ロ 73，這種設(shè)計(jì)促使冰在所述楔形部分7上的不均勻生長(zhǎng)，從而削弱了沿著楔形部分7形成的冰，這就促使結(jié)冰提早破裂成小尺寸的冰塊，而小尺寸的冰塊的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)損傷位于防結(jié)冰探頭I下游的部件。基于結(jié)霜的條件，特別是當(dāng)溫度不是很低(略微負(fù)值的溫度，通常高于-5° C)，初始形成在楔形部分7尖頭端上的冰層Cl傾向于保持固定于楔形部分7的壁上，包括當(dāng)上面的冰層從楔形部分7脫離并從防結(jié)冰探頭I的下游排出的時(shí)候。探頭的特殊的設(shè)計(jì)使得冰層Cl始終保持非常薄，因此不會(huì)改變探頭在空間上的平衡，這就能夠避免空氣流溫度的測(cè)量受到干擾。特別地，相對(duì)于恢復(fù)誤差，冰層Cl的尺寸所導(dǎo)致的探頭外形的更改是微不足道的(恢復(fù)誤差與探頭的幾何形狀和其將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成分子平移能量的能力相關(guān))。此外，無(wú)論冰層Cl是在已全部分離之后又重新形成，還是保持粘附于楔形部分，冰層Cl都用作為新的冰在楔形部分7上遵循上述相同的生長(zhǎng)機(jī)制的后續(xù)生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，即根據(jù)其是發(fā)生在楔形部分7包括凹ロ的部分還是發(fā)生在楔形部分7不包括凹ロ 73的部分上的非均勻生長(zhǎng)。事實(shí)上，由楔形部分7的壁71和72在探頭I的前方所形成的角度是相對(duì)較大的(優(yōu)選大于30°且更優(yōu)選在35°和40°之間)，這就意味著能夠保護(hù)測(cè)量流體流物理參數(shù)的傳感器4，因?yàn)橛蛇@些壁形成的較大的角將剛從楔形部分7脫離的冰塊轉(zhuǎn)向向外而使遠(yuǎn)離探頭I的成型主體2。運(yùn)用楔形部分7的這種特殊的外形，能夠有效的防止從楔形部分7脫離出的冰塊涌入測(cè)量傳感器4所處的窗ロ 3，這種涌入會(huì)干擾測(cè)量傳感器4的運(yùn)行，甚至引起測(cè)量傳感器4的損傷。在圖I和圖2所示的實(shí)施方案中，凹ロ 73位于內(nèi)部定位有傳感器4的通窗3的對(duì)面。其具有的優(yōu)點(diǎn)是促使在楔形部分7上位于通窗3的水平處所形成的冰的削弱，使得從楔形部分7位于通窗3的水平處脫離的冰塊具有特別小的尺寸。因此，盡管楔形部分7的特殊外形g在使脫離的冰塊轉(zhuǎn)向而遠(yuǎn)離該楔形部分7，然而ー些冰塊還是會(huì)進(jìn)入通窗3內(nèi)，而這些冰塊具有較小尺寸的事實(shí)減小了損傷測(cè)量傳感器4的風(fēng)險(xiǎn)。形成在楔形部分7上的凹ロ 73的數(shù)量和其沿楔形部分7的壁的相對(duì)位置可以變化。圖I和2中示出的實(shí)施方案形成防結(jié)冰探頭的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，其中每個(gè)壁71和72包括三個(gè)凹槽形式的凹ロ 73，該凹ロ 73沿著楔形部分7規(guī)則地分布，從而在所述楔形部分7上形成多個(gè)冰的削弱區(qū)域，因此促使形成許多的較小尺寸的冰塊。此外，正如剛剛指出的，這些凹ロ 73中的ー個(gè)與通窗3 (該通窗3形成在探頭I的成型主體2內(nèi)以整合測(cè)量傳感器4)相對(duì)地定位，這就能夠減小可能穿過(guò)窗ロ 3 (盡管楔形部分7具有向外展開(kāi)的外形)的冰塊損傷這些感測(cè)元件4的風(fēng)險(xiǎn)。 然而，能夠設(shè)想位于防結(jié)冰探頭I的前方的楔形部分7還可以有其它的設(shè)計(jì)。特別地，圖5和圖6示出了一種實(shí)施方案，其中在每個(gè)壁(71 ;72)上設(shè)置有兩個(gè)凹ロ 73，這些凹ロ以凹槽的形式放置在沿著楔形部分7的不同位置處。優(yōu)選如圖6所示，設(shè)置在第一壁71上的凹ロ 73與設(shè)置在第二壁72上的凹ロ錯(cuò)位，這可以促使冰的不均勻生長(zhǎng)從而促使其提早破裂。圖7、8a和8b所示出的實(shí)施方案也包括兩個(gè)凹ロ 74，該兩個(gè)凹ロ 74沿著楔形部分7以特殊方式分布。但是，在這個(gè)實(shí)施方案中示出的凹ロ 74不是凹槽，而是沿著成型主體2的縱軸線L的基本為細(xì)長(zhǎng)形狀的更復(fù)雜的切ロ。根據(jù)探頭又ー個(gè)不同的實(shí)施方案，例如圖9所示，凹ロ 75也是沿著成型主體的縱軸線L設(shè)置的細(xì)長(zhǎng)形式的切ロ，不同之處在于，這些切ロ與圖7的實(shí)施方案中的那些切ロ相比具有更小的尺寸(特別是在沿著縱軸線L的尺寸方面)。在這種情況下，如圖9所示，優(yōu)選沿著成型主體設(shè)置更多數(shù)量的凹ロ，例如三個(gè)凹ロ，并將ー個(gè)凹ロ 75與g在容納感測(cè)元件4的窗ロ 3相對(duì)布置。防結(jié)冰探頭I的尺寸可被優(yōu)化成能夠在任何運(yùn)行條件下操作。為此重要的是，探頭的形狀應(yīng)防止除將被測(cè)量的流體流F之外的任何其他成分進(jìn)入通窗3內(nèi)，該通窗3包括測(cè)量流體流物理參數(shù)的感測(cè)元件。特別地，這將允許防結(jié)冰探頭運(yùn)行在霜、雪或雨的條件下，而不會(huì)使這些微粒進(jìn)入到通窗3內(nèi)。優(yōu)選地，形成探頭主體2的每個(gè)壁基本是平坦的。因此，探頭I可使用下面的尺寸規(guī)則來(lái)定尺寸，而圖10示出了最優(yōu)尺寸。成型主體2依照下面的原則以長(zhǎng)度単位Ul為基礎(chǔ)來(lái)定尺寸(表達(dá)式《xUひ〉意指《X倍的長(zhǎng)度Uひ〉)-形成第一楔形部分7的壁相等，使得所述第一楔形部分7的橫截面(沿著成型主體2垂直于縱軸線L的橫向平面的截面)為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在2 和4Ul之間，優(yōu)選為3 ，底的尺寸在IUl和2Ul之間，優(yōu)選為I. 5Ul ；-形成主部分8的互補(bǔ)的壁相同，使得所述主部分8的橫截面(沿著成型主體2垂直于縱軸線L的橫向平面的截面)為矩形，該矩形的長(zhǎng)的尺寸在1 和2 之間，優(yōu)選為2隊(duì)，而寬的尺寸在IUl和I. 5 之間，優(yōu)選為I. 2Ul ；-形成第二楔形部分9的另外兩個(gè)互補(bǔ)的壁相等，使得所述第二楔形部分9的橫截面(沿著成型主體2垂直于縱軸線L的橫向平面的截面)為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在IUl和2 之間，優(yōu)選為I. 5 ，而底的尺寸在IUl和I. 5 之間，優(yōu)選為I. 2UL。并且，如果探頭包括定位于窗ロ 3 (該窗ロ 3穿過(guò)成型主體2形成)中的兩個(gè)感測(cè)元件4，所述感測(cè)元件4具有直徑為Φ的圓柱形狀且沿著平行于成型主體2的縱軸線L的軸線布置，優(yōu)選所述感測(cè)元件4應(yīng)被定位成使得(表達(dá)式《χΦ》意指《X倍的直徑Φ》)-兩個(gè)感測(cè)元件4的縱軸線之間的距離在IΦ和3 Φ之間，優(yōu)選為2 Φ ；
-每個(gè)感測(cè)元件4的縱軸線和第一楔形部分7特有的三角形橫截面的底之間的距離在3Φ和5Φ之間，優(yōu)選為4. 5Φ ；-每個(gè)感測(cè)元件4的縱軸線L和第二楔形部分9特有的三角形橫截面的底之間的距離在2Φ和4Φ之間，優(yōu)選為2. 5Φ ；在這種情況下，優(yōu)選感測(cè)元件4的直徑Φ與用于成型主體2定尺寸的長(zhǎng)度單位隊(duì) 之間的比率為使得長(zhǎng)度單位Ul和直徑Φ的比率在3和4之間，且優(yōu)選隊(duì) 3. 5. Φ。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量流體流的至少ー個(gè)物理參數(shù)的裝置，所述物理參數(shù)特別是總空氣溫度，該裝置包括 -成型主體(2)，該成型主體(2)沿著縱軸線(L)具有細(xì)長(zhǎng)形狀且具有至少兩個(gè)壁，該至少兩個(gè)壁布置成彼此連接成銳角而形成楔形部分(7)，所述楔形部分(7)在平行于成型主體(2)的縱軸線(L)的方向上延伸； -至少ー個(gè)測(cè)量流體流的物理參數(shù)的感測(cè)元件(4)，所述感測(cè)元件(4)被布置在穿過(guò)成型主體(2)形成的窗ロ(3)內(nèi)， 其特征在于形成所述楔形部分(7 )的壁(71 ; 72 )中的每ー個(gè)包括至少ー個(gè)不同于所述窗ロ(3)的凹ロ，該凹ロ相對(duì)于所述壁(71 ;72)形成轉(zhuǎn)向角從而削弱形成在所述楔形部分(7)上的冰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述成型主體(2)相對(duì)于穿過(guò)所述縱軸線(L)的中間平面具有対稱性，形成所述楔形部分(7)的壁(71 ;72)相對(duì)于所述平面包含相同數(shù)量的対稱的凹ロ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中的一項(xiàng)所述的裝置，其中每個(gè)凹ロ在垂直于所述成型主體(2)的縱軸線(L)的方向上具有細(xì)長(zhǎng)形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的一項(xiàng)所述的裝置，其中每個(gè)凹ロ并不延伸至形成所述楔形部分(7)的兩個(gè)壁(71 ;72)所共有的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的一項(xiàng)所述的裝置，其中形成所述楔形部分(7)的壁(71；72)的每ー個(gè)包含三個(gè)凹ロ，所述凹ロ中的ー個(gè)與穿過(guò)成型主體(2)形成并包含所述感測(cè)元件(4)的窗ロ(3)相對(duì)地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的一項(xiàng)所述的裝置，其中形成楔形部分(7)的兩個(gè)壁(71；72)以至少30°的角度布置，所述角度優(yōu)選在35°和40°之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的一項(xiàng)所述的裝置，其中在所述楔形部分(7)的壁(71；72)的每ー個(gè)上形成的多個(gè)凹ロ的多個(gè)表面一起形成至少25°的角度，優(yōu)選在25°和30°之間，這個(gè)角度小于所述楔形部分(7)的壁(71 ;72)之間形成的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中的一項(xiàng)所述的裝置，其中所述成型主體(2)從緊固凸緣(5)延伸，所述緊固凸緣(5)具有支架(6)，該支架(6)限定了用于固定測(cè)量裝置的平面，并且其中包含所述感測(cè)元件(4)的所述窗ロ(3)形成在所述成型主體(2)上與聯(lián)接至所述緊固凸緣(5)的端部相対的端部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中的一項(xiàng)所述的裝置，其中成型主體(2)包括分別從形成所述楔形部分(7)的兩個(gè)壁(71 ;72)延伸的兩個(gè)互補(bǔ)的壁(81 ;82)，所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁(81 ；82)基本上彼此平行且限定了所述成型主體(2 )的主部分(8 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中包含所述感測(cè)元件(4)的所述窗ロ(3)形成為從所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁(81 ;82)中的一個(gè)朝著所述兩個(gè)互補(bǔ)的壁(81 ;82)中的另ー個(gè)穿過(guò)成型主體(2)的主部分(8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中的一項(xiàng)所述的裝置，其中所述互補(bǔ)的壁(81；82)的每ー個(gè)相對(duì)于楔形部分(7)的對(duì)應(yīng)的壁布置以形成凹部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中每個(gè)凹ロ延伸至所述楔形部分(7)的壁(71；72)和所述主部分(8)的互補(bǔ)的壁(81 ；82)之間形成的凹部。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中的一項(xiàng)所述的裝置，其中所述成型主體(2)包括分別從彼此平行并形成主部分(8)的兩個(gè)互補(bǔ)的壁(81 ;82)延伸的另外兩個(gè)互補(bǔ)的壁(91 ;92)，所述另外兩個(gè)互補(bǔ)的壁(91 ;92)布置為彼此連接成銳角而形成第二楔形部分(9)，該第二楔形部分(9)在平行于成型主體(2)的縱軸線(L)的方向上延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述成型主體(2)依照下面的原則以長(zhǎng)度単位Ul為基礎(chǔ)來(lái)定尺寸 -形成第一楔形部分(7)的壁(71 ;72)相等，使得所述第一楔形部分(7)的橫截面為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在2 和4 之間，優(yōu)選為3 ，底的尺寸在1 和3 之間，優(yōu)選為I. 5Ul ； -形成主部分(8)的互補(bǔ)的壁(81 ;82)相等，使得所述主部分(8)的橫截面為矩形，該矩形的長(zhǎng)的尺寸在1 和3 之間，優(yōu)選為2 ，而寬的尺寸在1 和I. 5 之間，優(yōu)選為I. 2 ; -形成第二楔形部分(9)另外的互補(bǔ)的壁(91 ;92)相等，使得所述第二楔形部分(9)的橫截面為等腰三角形，該等腰三角形的高的尺寸在1 和2 之間，優(yōu)選為I. 5 ，而底的尺寸在IUl和I. 5 之間，優(yōu)選為I. 2Ul。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14中的一項(xiàng)所述的裝置，其中兩個(gè)感測(cè)元件(4)布置在穿過(guò)所述成型主體(2)的窗ロ(3)內(nèi)，所述感測(cè)元件(4)具有直徑為Φ的圓柱形狀且沿著平行于所述成型主體(2)的縱軸線(L)的軸線布置，所述感測(cè)元件(4)被定位成使得 -所述兩個(gè)感測(cè)元件(4)的縱軸線之間的距離在1Φ和3Φ之間，優(yōu)選為2Φ ； -每個(gè)感測(cè)元件(4)的縱軸線(L)和第一楔形部分(7)特有的三角形橫截面的底之間的距離在3Φ和5Φ之間，優(yōu)選為4. 5Φ ; -每個(gè)感測(cè)元件(4)的縱軸線(L)和第二楔形部分(9)特有的三角形橫截面的底之間的距離在2Φ和3Φ之間，優(yōu)選為2. 5Φ。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的裝置，其中所述成型主體(2)的每個(gè)壁是基本平坦的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量流體流的至少一個(gè)物理參數(shù)(特別是總空氣溫度)的裝置，包括成型主體(2)，該成型主體(2)沿著縱軸線(L)具有細(xì)長(zhǎng)形狀，且具有布置成彼此連接成銳角而形成轉(zhuǎn)角部分(7)的至少兩個(gè)壁，所述轉(zhuǎn)角部分(7)在平行于成型主體(2)的縱軸線(L)的方向上延伸；至少一個(gè)用于測(cè)量流體流的物理參數(shù)的感測(cè)元件(4)，所述感測(cè)元件(4)被布置在穿過(guò)成型主體(2)形成的窗口(3)內(nèi)，其特征在于限定轉(zhuǎn)角部分(7)的壁(71;72)中的每一個(gè)包括至少一個(gè)凹口，該凹口相對(duì)于所述壁(71;72)形成轉(zhuǎn)向角從而削弱在轉(zhuǎn)角部分(7)上形成的冰。
文檔編號(hào)G01K13/02GK102869967SQ201180010926
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者S·第戎, D·拉佩羅尼, B·呂利耶 申請(qǐng)人:奧謝陶爾公司