申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2020-05-07

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN111366295A

主分类号：G01L23/08(20060101)

分类号：G01L23/08(20060101);G01L19/06(20060101)

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2020.07.28#实质审查的生效;2020.07.03#公开

摘要：本发明属于超音速流场压力测试技术领域，具体涉及一种利用等离子体射流减小支杆干扰的超音速稳态压力探针。探针头部为稳态压力探头，与探针支杆焊接；引压管封装于探针支杆内部，一端与探针头部的测压孔相通，另一端由探针支杆尾部引出；探针支杆内部包含两个相互独立的结构：引压管通道和等离子体发生腔；高压触发电极、阳极和阴极安装在等离子体发生腔内部；等离子体发生腔开设一个收缩形射流槽，与探针支杆下游相通。本发明通过在支杆内部等离子体发生腔产生等离子体，并通过射流槽在探针支杆周围产生吹气和吸气作用，明显加强了对超音速压力探针支杆周围流体的控制效果，能有效减弱探针支杆的堵塞效应，减少支杆对被测流场的干扰。

主权项：1.一种利用等离子体射流减小支杆干扰的超音速稳态压力探针，由探针支杆1、探针头部2、射流槽3、引压管4、引压管通道5、等离子体发生腔6、高压触发电极7、阳极8、阴极9、端部绝热绝缘层10、侧壁绝热绝缘层11、电极引出线缆12组成，其特征在于：所述的探针头部2为稳态压力探头，与探针支杆1焊接；引压管4封装于探针支杆1内部，一端与探针头部2的测压孔相通，另一端由探针支杆1尾部引出；所述的探针支杆1内部包含两个相互独立的结构：引压管通道5和等离子体发生腔6；所述的高压触发电极7、阳极8、阴极9安装在等离子体发生腔6内部，电极引出线缆12从探针支杆1尾部引出；所述的等离子体发生腔6开设一个收缩形射流槽3，与探针支杆1下游相通；探针头部2为尖劈形，其两侧面夹角为30°～65°，长度为5毫米～45毫米，可以为单孔、三孔、四孔、五孔、七孔等压力探头；探针支杆1前半部分为尖劈形，其两侧面夹角为35°～70°；后半部分为半圆形，其直径为3毫米～16毫米；等离子体发生腔6内壁为圆柱形，轴线与探针支杆1后半圆轴线平行，截面直径为2毫米～6毫米，其圆心与探针支杆1后半圆圆心的距离为0毫米～3毫米；等离子体发生腔6下端与探针支杆1顶端距离为0.1毫米～2毫米，高度根据探针伸入到被测流场的深度而定；射流槽3排气方向与主流方向平行，并沿排气方向呈收缩形，其收缩型线可以为直线、维氏曲线、双三次曲线等；射流槽3出口的宽度为0.2毫米～4毫米，射流槽3长度与等离子体发生腔6高度相同；用端部绝热绝缘层10将高压触发电极7、阳极8、阴极9上下两端固定在等离子体发生腔6中，起到绝热、绝缘、密封、固定的作用；用侧壁绝热绝缘层11与探针支杆1相隔，起到绝热、绝缘的作用；高压触发电极7、阳极8、阴极9直径为0.5毫米～1.5毫米，间距为0.2毫米～1毫米，高压触发电极7与阴极9间距小于阳极8与阴极9间距，材质为铈钨合金、钛合金或不锈钢等；高压触发电极7所需电源为高压脉冲电源，电压为1kV～20kV；阳极8所需电源为直流电源，电压为300V～800V；通过超音速校准风洞对探针进行标定，获得不同来流方向、不同马赫数下探针气动校准系数，并在已知来流压力、方向和马赫数的条件下，确定等离子体发生所需电源的电压、脉冲参数等条件；实际测量中，利用超音速校准风洞获得的在不同来流方向、不同马赫数下探针气动校准系数，计算出被测流场的总压、静压、马赫数、气流角，并据此获得的总压、静压、马赫数、气流角，设定等离子体发生所需电源的电压、脉冲参数等条件，控制等离子体的生成量以及射流量，通过射流槽3在探针支杆1周围产生吹气和吸气作用，明显加强了对超音速压力探针支杆1周围流体的控制效果，能有效减弱探针支杆1的堵塞效应，减少探针支杆1对被测流场的干扰。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京航空航天大学 一种利用等离子体射流减小支杆干扰的超音速稳态压力探针

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