一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头
阅读说明：本技术 一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头 (Flow measurement probe for comprehensive integrated measurement of various types of data ) 是由 宋世峰 朱世民 周游 惠朝辉 于 2021-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头,与后端检测模块连接,所述流量测量探头包括探头,所述探头包括不规则腔体部和规则腔体部；所述规则腔体部静压腔和总压腔；所述总压腔远离静压腔的一端面为迎流面,设置有总压进气口；在所述静压腔的上端设置有静压孔；所述不规则腔体部设置在底座上,为不对称的两头尖中间厚的叶子形结构；所述规则腔体部设置在不规则腔体部的上端,在不规则腔体部的两端分别设置有竖直向下的总压内管道和静压内管道,所述总压内管道位于总压腔下且与所述总压进气口连通并通过底座与后端检测模块连接；所述静压内管道设置在静压腔下且与静压孔连通并通过底座与后段检测模块连接。(The invention provides a flow measurement probe for comprehensive integrated measurement of various types of data, which is connected with a rear-end detection module, and comprises a probe, wherein the probe comprises an irregular cavity part and a regular cavity part; the regular cavity part static pressure cavity and the total pressure cavity; one end face of the total pressure cavity, which is far away from the static pressure cavity, is a flow-facing face, and a total pressure air inlet is arranged on the end face; the upper end of the static pressure cavity is provided with a static pressure hole; the irregular cavity part is arranged on the base and is of an asymmetric leaf-shaped structure with two tips and a thick middle part; the regular cavity part is arranged at the upper end of the irregular cavity part, a total pressure inner pipeline and a static pressure inner pipeline which are vertically downward are respectively arranged at two ends of the irregular cavity part, and the total pressure inner pipeline is positioned below the total pressure cavity, is communicated with the total pressure air inlet and is connected with the rear end detection module through a base; the static pressure inner pipeline is arranged below the static pressure cavity, communicated with the static pressure hole and connected with the rear section detection module through the base.)
技术领域
本发明属于流场测量技术领域，具体地说，涉及一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头。
背景技术
现有技术中，在管内测量领域，温度探头和压力探头一般是分开的，需要分开安装，这样就扩大了整个测量的布局，而且当在管内装配某温度探头或压力探头后，会影响管内流场，为后端另外一个传感器测量带来很大的误差，所以两型探头一般分区域放置安装，不能安装在同一附近区域。同时在一些精密细小的应用场景中无法使用。
在高温高压的管内测量领域，气体具备明显的可压缩性，在可压缩流体领域中，如在发动机、发电厂的高温高压气体管路的应用中，而目前市面上还没有一种恢复系数良好，响应时间短，用以管内测量的总温测量探头。且由于压差式流量测量对于可压缩流体流量的解算必须使用总温值来评估流体的压缩性以及温度，所以目前还没有可用的压差式的流量测量探头。可压缩流体的流量测量难度很大，依赖于其他形式结构复杂，在对于安装要求较高的解算形式下，具备总温、总压和静压高度集成的一体探头更是行业的技术空白。
上述因素均会造成整个高温高压的管内气体流量测量设备安装占据大量的空间和很大的重量，不利于系统集成化轻量化小型化。
发明内容
本发明针对现有技术的上述需求，为了弥补现有技术的上述技术空白，提出了一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头，通过设置非规则腔体部和规则腔体部，将总温总压静压集成在一个探头上；其作为总温测量探头，恢复系数良好，响应时间短，且还可用于压差式流量的总压和静压测量，同时还可适用于一些较狭小的应用场景。
本发明具体实现内容如下：
本发明提出了一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头，与后端检测模块连接，所述流量测量探头包括探头和安装在探头底部的底座，所述探头包括不规则腔体部和规则腔体部；
所述规则腔体部为左右对称的叶子形结构，包括位于叶尖一侧的静压腔和位于另一侧的总压腔；所述总压腔远离静压腔的一端面为迎流面，设置有总压进气口；在所述静压腔的上端设置有静压孔；
所述不规则腔体部设置在底座上，为不对称的两头尖中间厚的叶子形结构；所述规则腔体部设置在不规则腔体部的上端，在不规则腔体部的两端分别设置有竖直向下的总压内管道和静压内管道，所述总压内管道位于总压腔下且与所述总压进气口连通并通过底座与后端检测模块连接；所述静压内管道设置在静压腔下且与静压孔连通并通过底座与后段检测模块连接；
所述不规则腔体部的中段设置总温腔室，在所述总温腔室内设置敏感元件隔层，所述敏感元件隔层为竖直管状结构，且在敏感元件隔层左右两侧分别开口；在敏感元件隔层的中间竖直设置有温度敏感元件，所述温度敏感元件通过底座与后端检测模块连接；
所述总温腔室在不规则腔体部的左侧设置有总温出气口，右侧设置有总温进气口。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述不规则腔体部的左侧为向外凸出的圆弧结构，所述不规则腔体部的右侧设置有向外凸出的圆弧结构，所述总温进气口设置在不规则腔体部的右侧的向外凸出的圆弧结构上，所述不规则腔体部左侧的圆弧结构的圆弧弯曲度大于右侧的圆弧结构的圆弧弯曲度，且所述总温出气口处的圆弧弯曲度大于总温进气口处的圆弧弯曲度。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述总温进气口的口径大于总温出气口的口径，且所述敏感元件隔层朝向总温进气口一侧的开口的口径同样大于朝向总温出气口一侧的开口的口径。
为了更好地实现本发明，进一步地，还包括安装法兰，所述底座设置在安装法兰的上端，所述安装法兰底部设置有两个分别与静压内管道和总压内管道连接的压力传导装置，还设置有连接温度敏感元件的温度传感接头，所述压力传导装置和温度传感接头分别与后端检测模块连接。
为了更好地实现本发明，进一步地，所述压力传导装置为压力接管嘴。
为了更好地实现本发明，进一步地，在所述安装法兰上端环绕底座设置有一圈密封凹槽。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
（1）提供一种具有总温、总压、静压集成的一体化探头，具备耐高温、小型化、时间响应快速、测量敏感度高的优点；该探头具有通用性质的总温、总压和静压集成探头型面，不仅可以用于管内流体测量，也可以用于飞机大气数据测量，探头同时具有方便的法兰安装形式，可以根据实际需要设置为灵活的法兰结构形式；
（2）本发明的衍生结构不仅可以用于管内测量，例如发动机高温高压引气管路，一般液压管路，还可以用于管外测量，例如飞机大气数据测量；
（3）该探头集成了总温、总压，总温的受感部，具备耐高温、小型化、时间响应快速、测量敏感度高的优点，具有很广的流场测量适用性；
（4）探头在迎流面上具有很小的截面积，对于管路内原有流场影响很小；
（5）探头为纯金属制造，具备明显的耐高温优势，其总温测量腔室利用压差气流进行测量，有效避开了迎流而来砂石颗粒带来的阻塞。
附图说明
图1为本发明探头立体结构示意图；
图2为本发明探头右视图；
图3为本发明安装法兰底部结构示意图；
图4为本发明迎流面的结构示意图；
图5为本发明迎流面的总压进气口局部结构示意图；
图6为本发明总压进气口与总压内管道相连的剖面示意图；
图7为本发明静压孔的局部示意图；
图8为本发明静压孔与静压内管道连接的平面形状剖面示意图；
图9为本发明不规则腔体部的平面形状剖面示意图；
图10为本发明规则腔体部的形状示意图。
其中：1、探头，2、静压腔，3、总压腔，5、密封凹槽，6、安装法兰，7、压力接管嘴，8、总压进气口，9、总压内管道，10、静压孔，11、静压内管道，12、总温进气口，13、总温腔室，14、敏感元件隔层，15、温度敏感元件，16、总温出气口，17、规则腔体部，18、不规则腔体部，19、底座，20、温度传感接头。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本发明提出了一种多类型数据综合集成测量的流量测量探头，与后端检测模块连接，所述流量测量探头包括探头1和安装在探头底部的底座19，所述探头1包括不规则腔体部18和规则腔体部17；
所述规则腔体部17为左右对称的叶子形结构，包括位于叶尖一侧的静压腔2和位于另一侧的总压腔3；所述总压腔3远离静压腔2的一端面为迎流面，设置有总压进气口8；在所述静压腔2的上端设置有静压孔10；
所述不规则腔体部18设置在底座19上，为不对称的两头尖中间厚的叶子形结构；所述规则腔体部17设置在不规则腔体部18的上端，在不规则腔体部18的两端分别设置有竖直向下的总压内管道9和静压内管道11，所述总压内管道9位于总压腔3下且与所述总压进气口8连通并通过底座19与后端检测模块连接；所述静压内管道11设置在静压腔2下且与静压孔10连通并通过底座19与后段检测模块连接；
所述不规则腔体部18的中段设置总温腔室13，在所述总温腔室13内设置敏感元件隔层14，所述敏感元件隔层14为竖直管状结构，且在敏感元件隔层14左右两侧分别开口；在敏感元件隔层14的中间竖直设置有温度敏感元件15，所述温度敏感元件15通过底座19与后端检测模块连接；
所述总温腔室13在不规则腔体部18的左侧设置有总温出气口16，右侧设置有总温进气口12。
工作原理：探头1分为上下固连的两部分，下部分总温测量的不规则腔体部18，上部分为总压静压测量的规则腔体部17，其中，总压的测量通过在迎流面设置垂直于来流的总压进气口8和总压内管道9来实现，静压的测量通过设置于探头顶面的静压孔10和静压内管道11来实现，总压内管道9和静压内管道11分别与两个压力接管嘴7分别连通，方便与下一级的后端检测模块实现压力传导和管路对接，总温通过气流流过不规则腔体部18产生的压力差来实现，气流由于不规则腔体部18的两侧压力不同，从总温进气口12流向总温出气口16，由于温度敏感元件15以及敏感元件隔层14的阻碍，气流在总温腔室13内实现阻滞，又保证气流具备一定的流动，从而实现良好的温度响应。需要说明的是，后端检测模块只要是包括可以与总压内管道9和静压内管道11分别连通并传输压力到传感检测端进行压力检测的装置都可，因为为现有技术，故不再赘述。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，所述不规则腔体部18的左侧为向外凸出的圆弧结构，所述不规则腔体部18的右侧设置有向外凸出的圆弧结构，所述总温进气口12设置在不规则腔体部18的右侧的向外凸出的圆弧结构上，所述不规则腔体部18左侧的圆弧结构的圆弧弯曲度大于右侧的圆弧结构的圆弧弯曲度，且所述总温出气口16处的圆弧弯曲度大于总温进气口12处的圆弧弯曲度。
工作原理：设置圆弧弯曲度可以减少流体的受阻，减少测量误差，圆弧度的不同可以带来压力差，进而确保总温进气口12一方进总温出气口16一方出的流向。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，所述总温进气口12的口径大于总温出气口16的口径，且所述敏感元件隔层14朝向总温进气口12一侧的开口的口径同样大于朝向总温出气口12一侧的开口的口径。
工作原理：总温出气口16处的圆弧弯曲度大于总温进气口12处的圆弧弯曲度使得进一步产生压力差保证气体从总温进气口12流入。
本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，还包括安装法兰6，所述底座19设置在安装法兰6的上端，所述安装法兰6底部设置有两个分别与静压内管道11和总压内管道9连接的压力传导装置，还设置有连接温度敏感元件的温度传感接头20，所述压力传导装置和温度传感接头20分别与后端检测模块连接。
所述压力传导装置为压力接管嘴7。
工作原理：通过安装法兰6可以使得探头1和底座19更方便的安装在各种测量环境下。
本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。
实施例5：
本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，在所述安装法兰6上端环绕底座19设置有一圈密封凹槽5。
工作原理：在安装法兰6上设置密封凹槽5，可以使得安装法兰6可以通过密封凹槽6以管道密封。
本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
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