大長徑比l型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅鞯闹圃旆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于溫度測試領(lǐng)域，涉及高溫測量與現(xiàn)場校準(zhǔn)用的溫度傳感器，具體涉及一種大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅?，適用于亞音速帶壓條件下2100K以下高溫氣流溫度測量與現(xiàn)場校準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，氣流高溫傳感器的校準(zhǔn)，都是在熱校準(zhǔn)風(fēng)洞上進(jìn)行，參考溫度傳感器采用直型雙屏吸氣偶，用真空栗為雙屏吸氣偶抽氣，以實(shí)現(xiàn)環(huán)形流道內(nèi)高的內(nèi)流速度，提高雙屏吸氣偶的測溫準(zhǔn)確度。實(shí)際上，多數(shù)氣流高溫傳感器都是在帶壓的條件下工作，而目前國內(nèi)的熱校準(zhǔn)風(fēng)洞均為常壓，由于壓力對氣流高溫測量結(jié)果具有顯著的影響，所以在常壓熱校準(zhǔn)風(fēng)洞上對氣流高溫傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，會(huì)產(chǎn)生很大的偏差。另外，熱校準(zhǔn)風(fēng)洞的壁溫等條件也不能完全模擬被校準(zhǔn)氣流高溫傳感器的實(shí)際使用條件，也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中氣流高溫傳感器校準(zhǔn)結(jié)果偏差大的問題，提出了一種大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅鳎捎糜趤喴羲賻簵l件下2100K以下高溫氣流溫度測量與現(xiàn)場校準(zhǔn)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案解決的。
[0005]本發(fā)明提出的一種大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅鳎浒?熱電偶絲、絕緣瓷管、內(nèi)屏蔽罩、外屏蔽罩、屏間支架、加強(qiáng)肋、支撐桿、安裝法蘭和高溫水泥。
[0006]所述傳感器采用L型的雙屏蔽式結(jié)構(gòu)。內(nèi)屏蔽罩和外屏蔽罩均為一字型結(jié)構(gòu)；內(nèi)屏蔽罩置于外屏蔽罩之內(nèi)，二者軸線重合。內(nèi)屏蔽罩和外屏蔽罩分別與支撐桿垂直；內(nèi)屏蔽罩和外屏蔽罩在絕緣瓷管的折轉(zhuǎn)位置與支撐桿的一端固定連接。內(nèi)屏蔽罩和外屏蔽罩的軸線與被測氣流方向平行。內(nèi)屏蔽罩的壁厚取0.5mm?1.5mm，外屏蔽罩的壁厚取0.5mm?2mm。夕卜屏蔽罩的內(nèi)徑與內(nèi)屏蔽罩的外徑之比為1.5?2.5。
[0007]熱電偶絲與絕緣瓷管均為L形結(jié)構(gòu)。熱電偶絲穿入絕緣瓷管后，裝入內(nèi)屏蔽罩和支撐桿中。在絕緣瓷管與內(nèi)屏蔽罩之間以及絕緣瓷管與支撐桿之間分別填充高溫水泥，用于固定和密封，高溫水泥的填充厚度不小于5_。
[0008]內(nèi)屏蔽罩的長度與外徑之比均不小于5;外屏蔽罩的長度與外徑之比不小于5;熱電偶絲伸出絕緣瓷管的長度與熱電偶絲直徑之比不小于10;內(nèi)屏蔽罩的頭部與外屏蔽罩的頭部的軸向距離為外屏蔽罩內(nèi)徑的I?2倍;熱電偶絲的頭部與內(nèi)屏蔽罩的頭部的軸向距離為內(nèi)屏蔽罩內(nèi)徑的I?2倍。
[0009]內(nèi)屏蔽罩上有內(nèi)屏蔽罩入氣孔和內(nèi)屏蔽罩出氣孔。內(nèi)屏蔽罩入氣孔位于內(nèi)屏蔽罩靠近熱電偶絲頭部的端面上；內(nèi)屏蔽罩出氣孔與絕緣瓷管靠近熱電偶絲頭部的端面相切。
[0010]外屏蔽罩上有外屏蔽罩入氣孔和外屏蔽罩出氣孔。外屏蔽罩入氣孔位于外屏蔽罩靠近熱電偶絲頭部的端面上;外屏蔽罩出氣孔位于外屏蔽罩遠(yuǎn)離熱電偶絲頭部的端面上。
[0011]屏間支架固定在內(nèi)屏蔽罩和外屏蔽罩之間；屏間支架的外形為長方體薄板狀，屏間支架面積最小的面迎風(fēng)。屏間支架的迎風(fēng)面積與外屏蔽罩和內(nèi)屏蔽罩之間的環(huán)形流道截面積之比不大于0.1。屏間支架用于支撐外屏蔽罩，避免外屏蔽罩在高溫作用下發(fā)生變形，同時(shí)用來調(diào)節(jié)內(nèi)流速度的分配。屏間支架焊接于內(nèi)屏蔽罩外表面，多個(gè)屏間支架沿圓周方向均勻分布，其軸向位置設(shè)在外屏蔽罩的中間位置。
[0012]加強(qiáng)肋的一端固定在外屏蔽罩上，另一端固定在支撐桿上，起到提高所述溫度傳感器的剛度的作用。加強(qiáng)肋與外屏蔽罩成45°角。安裝法蘭套在支撐桿的外面，并與支撐桿固定連接。
[0013]內(nèi)屏蔽罩和支撐桿均為一端成45°斜面的圓筒狀結(jié)構(gòu)，以便二者拼接后互相垂直，內(nèi)屏蔽罩和支撐桿通過焊接的方式連接。為折轉(zhuǎn)90°，絕緣瓷管分為兩段，每段均在拼接的一端加工成45°斜面。外屏蔽罩為圓筒狀結(jié)構(gòu)，套入內(nèi)屏蔽罩后，與支撐桿通過焊接的方式連接。
[0014]當(dāng)來流馬赫數(shù)不高于0.4時(shí)，內(nèi)屏蔽罩進(jìn)氣口和內(nèi)屏蔽罩出氣口的面積比取I;當(dāng)來流馬赫數(shù)為0.4?0.5時(shí)，內(nèi)屏蔽罩進(jìn)氣口和出氣口的面積比取I?1.25;當(dāng)來流馬赫數(shù)為
0.5?0.6時(shí)，內(nèi)屏蔽罩進(jìn)氣口和內(nèi)屏蔽罩出氣口的面積比取1.25?1.4;當(dāng)來流馬赫數(shù)為
0.6?0.7時(shí)，內(nèi)屏蔽罩進(jìn)氣口和出氣口的面積比取1.4?1.6。
[0015]所述高溫傳感器的內(nèi)屏蔽罩、外屏蔽罩、屏間支架、加強(qiáng)肋以及支撐桿浸入高溫氣流部分材料均采用鉑銥合金，銥的重量百分比為15%?25%，鉑的重量百分比為75%?85%。
[0016]支撐桿不浸入高溫氣流部分以及安裝法蘭采用高溫合金或不銹鋼材料。
[0017]熱電偶絲選用鉑銠系或銥銠系貴金屬材料。
[0018]當(dāng)被測氣流溫度在2000K以下時(shí)，熱電偶絲選用鉑銠30-鉑銠6或鉑銠40-鉑銠20貴金屬材料；當(dāng)被測氣流溫度在2000K?2100K之間時(shí)，熱電偶絲選用鉑銠40-鉑銠20或銥銠系貴金屬材料。
[0019]絕緣瓷管的材料按以下方法選取:當(dāng)被測溫度在1900K以下時(shí)，選用三氧化二鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)或氧化鈹(BeO)，當(dāng)被測溫度在1900K?2100K之間時(shí)，選用氧化鎂(MgO)或氧化鈹(BeO)。
[0020]有益效果
[0021]本發(fā)明提出的大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅髋c已有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]①本發(fā)明由于采用了大長徑比L型結(jié)構(gòu)，大大抑制了傳感器的導(dǎo)熱誤差，由于采用了雙屏蔽式結(jié)構(gòu)，同時(shí)借助于被測氣流介質(zhì)的較高壓力造成的高內(nèi)流速度，大大抑制了傳感器的輻射誤差，經(jīng)速度誤差修正后，可以達(dá)到很高的測溫準(zhǔn)確度。
[0023]②本發(fā)明由于采用鉑銥合金材料作屏蔽罩，韌性和抗熱沖擊性均優(yōu)于通常所采用的剛玉材料屏蔽罩，所以溫度傳感器的使用性能與壽命均得到提高。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅鞯慕M成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]其中，卜熱電偶絲、2-絕緣瓷管、3-內(nèi)屏蔽罩、4-外屏蔽罩、5-屏間支架、6-加強(qiáng)肋、7-支撐桿、8-安裝法蘭、9-內(nèi)屏蔽罩入氣孔、I O-內(nèi)屏蔽罩出氣孔、11-高溫水泥、12-外屏蔽罩入氣孔、13-外屏蔽罩出氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]本實(shí)施例中大長徑比L型雙屏蔽式參考?xì)饬鞲邷貍鞲衅?，其包?熱電偶絲1、絕緣瓷管2、內(nèi)屏蔽罩3、外屏蔽罩4、屏間支架5、加強(qiáng)肋6、支撐桿7、安裝法蘭8和高溫水泥11。
[0028]傳感器采用L型的雙屏蔽式結(jié)構(gòu)。內(nèi)屏蔽罩3和外屏蔽罩4均為一字型結(jié)構(gòu)；內(nèi)屏蔽罩3置于外屏蔽罩4之內(nèi)，二者軸線重合。內(nèi)屏蔽罩3和外屏蔽罩4分別與支撐桿7垂直；內(nèi)屏蔽罩3和外屏蔽罩4在絕緣瓷管2的折轉(zhuǎn)位置與支撐桿7的一端固定連接。內(nèi)屏蔽罩3和外屏蔽罩4的軸線與被測氣流方向平行。內(nèi)屏蔽罩3的壁厚取0.5mm?1.5mm，外屏蔽罩4的壁厚取
0.5mm?2mm。夕卜屏蔽罩4的內(nèi)徑與內(nèi)屏蔽罩3的外徑之比為1.5?2.5。
[0029]熱電偶絲I與絕緣瓷管2均為L形結(jié)構(gòu)。熱電偶絲I穿入絕緣瓷管2后，裝入內(nèi)屏蔽罩3和支撐桿7中。在絕緣瓷管2與內(nèi)屏蔽罩3之間以及絕緣瓷管2與支撐桿之間7分別填充高溫水泥11，用于固定和密封，高溫水泥11的填充厚度不小于5_。
[0030]內(nèi)屏蔽罩3的長度與外徑之比均不小于5;外屏蔽罩4的長度與外徑之比不小于5;熱電偶絲I伸出絕緣瓷管2的長度與熱電偶絲I直徑之比不小于10;內(nèi)屏蔽罩3的頭部與外屏蔽罩4的頭部的軸向距離為外屏蔽罩4內(nèi)徑的I?2倍;熱電偶絲I的頭部與內(nèi)屏蔽罩3的頭部的軸向距離為內(nèi)屏蔽罩3內(nèi)徑的I?2倍。
[0031 ]內(nèi)屏蔽罩3上有內(nèi)屏蔽罩入氣孔9和內(nèi)屏蔽罩出氣孔10。內(nèi)屏蔽罩入氣孔9位于內(nèi)屏蔽罩3靠近熱電偶絲I頭部的端面上；內(nèi)屏蔽罩出氣孔10與絕緣瓷管2靠近熱電偶絲I頭部的端面相切。
[0032]外屏蔽罩4上有外屏蔽罩入氣孔12和外屏蔽罩出氣孔13。外屏蔽罩入氣孔12位于外屏蔽罩4靠近熱電偶絲I頭部的端面上;外屏蔽罩出氣孔13位于外屏蔽罩4遠(yuǎn)離熱電偶絲I頭部的端面上。
[0033]屏間支架5固定在內(nèi)屏蔽罩3和外屏蔽罩4之間；屏間支架5的外形為長方體薄板狀，屏間支架5面積最