一种高温高压气流温度测量传感器的制作方法

本发明属于气流接触式测温领域，具体涉及一种高温高压气流温度测量传感器。

背景技术：

1、在航空、航天、船舶等领域，气流温度是重要的参数。气流温度测量方法分为接触式和非接触式两大类，接触式测温方法是指感温元件与被测介质直接接触的测温方法，非接触测温方法是指感温元件与被测对象不直接接触的测温方法。接触式测温方法主要包括基于热电偶、热电阻以及黑体空腔的测温方法，其中以热电偶式温度传感器应用最为广泛。

2、对于接触式测温，通常根据所测气流温度的范围来决定测温传感器的结构型式和敏感元件的种类。为了在高温(2100k～2500k)的环境中测量气流的温度，现有技术通常采用带冷却水、贵金属系屏蔽罩、钨铼系热电偶的水冷金属耙，但此种结构由于导热误差较大故而测温偏差较大，且耙体结构笨重、贵金属成本较高。另外，高温气流还会伴随着耐压的问题。若测量的是开放式部件或系统(如燃烧室部件出口、发动机尾喷、开放式风洞燃烧室出口)，则不需要考虑传感器耐压的问题。但如果测量发动机核心机或整机燃烧室气流温度、封闭带压风洞燃烧室气流温度等特殊极端环境工况，高温气流(≥2100k)往往带有压力(≥1mpa)。此种高温高压的环境中测量气流的温度是目前尚未解决的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高温高压气流温度测量传感器，能够实现对高温高压气流温度的精确测量。

2、本发明的一个方面提供一种高温高压气流温度测量传感器，包括：外壳、瓷管、偶丝、压盖、垫片、瓷珠、金属保护套、法兰、插头、插针；

3、所述外壳由耐高温复合材料制成，所述外壳的一端设有安装座，另一端设有屏蔽罩，所述屏蔽罩为半屏蔽结构；

4、所述外壳内设有通孔，所述瓷管安装在所述通孔内，所述瓷管的一端连接所述瓷珠，所述外壳的安装座一端设有第一台阶孔，所述瓷珠与所述第一台阶孔配合，所述瓷管贯穿有细孔，用于穿过所述偶丝；

5、所述安装座嵌入所述金属保护套中，所述金属保护套的一端设有所述法兰，所述法兰通过紧固螺栓与所述安装座紧固连接，所述金属保护套的法兰一端设有第二台阶孔，所述安装座的两侧均安装有所述垫片，一侧的垫片通过所述安装座压紧在所述第一台阶孔上，另一侧的垫片通过所述压盖压紧在所述安装座上，所述第二台阶孔设有内螺纹，所述压盖上设有外螺纹，与第二台阶孔的内螺纹配合连接；

6、所述金属保护套的另一端设有螺纹孔，通过紧固螺栓与所述插头连接，所述插头朝向所述金属保护套的一端设有所述插针，所述插针的一端为空心端，一端为实心端，插针的中空端朝向所述金属保护套一侧，所述偶丝的自由端插入所述插针的中空端。

7、优选地，所述传感器还包括第一o形圈和第二o形圈，所述法兰上设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有所述第一o形圈，所述金属保护套的另一端设有第二凹槽，第二凹槽内设有第二o形圈。

8、优选地，所述第一凹槽的宽度为3～4mm，所述第一o型圈为紫铜o型圈，厚度为2～3mm。

9、优选地，所述外壳为圆柱形，外径为15～35mm，所述安装座为圆柱形，外径为30～50mm，厚度为20～40mm，所述屏蔽罩的厚度为4～5mm，所述第一台阶孔的孔径为5～15mm，孔深为3～7mm，所述外壳内的通孔的直径为3～6mm。

10、优选地，所述瓷管的外径为3～4mm，所述瓷珠的高度为3～7mm，外径为5～15mm，内径为3～4mm，所述瓷管的材质为mgo，所述瓷管的细孔的直径为0.5mm～1.2mm。

11、优选地，所述偶丝为钨铼镀膜热电偶，所述偶丝的外径为0.5mm～1.0mm，长度为200～500mm。

12、优选地，所述金属保护套的长度为100～300mm，外径40～60mm，所述金属保护套的表面设有翅片，翅片高度为5mm～15mm，翅片厚度为2mm～5mm，相邻翅片间距为2mm～5mm，翅片个数为5～20个。

13、优选地，所述垫片为石墨垫片，厚度为1～3mm。

14、优选地，插针的中空端朝向金属保护套一侧的伸出长度为3～10mm，中空端的内径为d+0.1mm，d为偶丝的直径。

15、优选地，还包括绝缘护线套，所述绝缘护线套覆盖在所述偶丝伸入所述金属保护套的部分的外表面。

16、根据本发明上述方面的高温高压气流温度测量传感器，能够实现对高温高压气流温度的精确测量。

技术特征：

1.一种高温高压气流温度测量传感器，其特征在于，包括：外壳、瓷管、偶丝、压盖、垫片、瓷珠、金属保护套、法兰、插头、插针；

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，还包括第一o形圈和第二o形圈，所述法兰上设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有所述第一o形圈，所述金属保护套的另一端设有第二凹槽，第二凹槽内设有第二o形圈。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述第一凹槽的宽度为3～4mm，所述第一o型圈为紫铜o型圈，厚度为2～3mm。

4.如权利要求1-3中任一项所述的传感器，其特征在于，所述外壳为圆柱形，外径为15～35mm，所述安装座为圆柱形，外径为30～50mm，厚度为20～40mm，所述屏蔽罩的厚度为4～5mm，所述第一台阶孔的孔径为5～15mm，孔深为3～7mm，所述外壳内的通孔的直径为3～6mm。

5.如权利要求1-4中任一项所述的传感器，其特征在于，所述瓷管的外径为3～4mm，所述瓷珠的高度为3～7mm，外径为5～15mm，内径为3～4mm，所述瓷管的材质为mg0，所述瓷管的细孔的直径为0.5mm～1.2mm。

6.如权利要求1-5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述偶丝为钨铼镀膜热电偶，所述偶丝的外径为0.5mm～1.0mm，长度为200～500mm。

7.如权利要求1-6中任一项所述的传感器，其特征在于，所述金属保护套的长度为100～300mm，外径40～60mm，所述金属保护套的表面设有翅片，翅片高度为5mm～15mm，翅片厚度为2mm～5mm，相邻翅片间距为2mm～5mm，翅片个数为5～20个。

8.如权利要求1-7中任一项所述的传感器，其特征在于，所述垫片为石墨垫片，厚度为1～3mm。

9.如权利要求1-8中任一项所述的传感器，其特征在于，插针的中空端朝向金属保护套一侧的伸出长度为3～10mm，中空端的内径为d+0.1mm，d为偶丝的直径。

10.如权利要求1-9中任一项所述的传感器，其特征在于，还包括绝缘护线套，所述绝缘护线套覆盖在所述偶丝伸入所述金属保护套的部分的外表面。

技术总结本发明公开了一种高温高压气流温度测量传感器，包括：外壳、瓷管、偶丝、压盖、垫片、瓷珠、金属保护套、法兰、插头、插针，外壳由耐高温复合材料制成，一端设有安装座，另一端设有屏蔽罩，外壳内安装瓷管，瓷管的一端连接瓷珠，偶丝穿过瓷管，安装座嵌入金属保护套中，金属保护套的一端设有法兰，安装座的两侧均安装有垫片，一侧的垫片通过安装座压紧在金属保护套上，另一侧的垫片通过压盖压紧在安装座上，金属保护套的另一端设有螺纹孔，通过紧固螺栓与插头连接，插头朝向金属保护套的一端设有插针，插针的中空端朝向金属保护套一侧，偶丝的自由端插入插针的中空端。本发明能够实现对高温高压气流温度的精确测量。技术研发人员：吴志珺,王毅,赵俭,荆卓寅,李亚晋,余楠兮受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/10/17