根据流场实际测量情况进行多孔气动探针校准和定制
流场测量时,需要测量的系数常常受限于流场复杂环境而无法得到精确数值,可以根据狭小空间、大角度测量、高温等复杂流场环境,进行气动探针校准五孔探针的形状、尺寸和材料等全方位定制。而且气动探针校准风洞实验室,对所生产的探针可以进行批量气动探针校准服务,可以根据使用功能、外观形状不同,分成两大类。
功能:
1)总温探针:应用对象是科学研究和工业领域流场内部温度测量。
2)总压探针:应用对象是科学研究和工业领域流场内部压力测量。根据来流马赫数和流动的稳定性特点可以选择不同的型号实现高精度测量。
3)总温总压复合探针:应用对象是科学研究和工业领域流场内部温度、压力于一体的测量。
4)气动探针:应用对象是二维流场、三维流场等流场参数的测量。
形状:
1)多孔气动探针校准定制:气动探针校准三孔五孔七孔探针,应用对象是科学研究和工业领域流场内部单点压力和三维(二维)速度测量。以五孔探针来讲述产品特点,尺寸可定制,最小孔径可达到0.2mm,可耐1000℃高温,角度测量范围广可达±35°,球型、锥型、球面型等测点形式皆可,速度测试范围为2Ma,角度测量精度高不超过±0.5°,速度测量精度高不超过±1m/s。
2)梳状探针:形状类似梳子,根据测量需求不同,每个点位可定制测量不同参数的探头。
3)定制探针:形状、材料、性能等皆可根据用户实际流场测量需求进行气动探针校准个性化、集成化定制。
由于五孔探针直接与气流接触,实际测量结果是否准确还要依赖于校准(标定)结果,因此气动探针校准和气动探针结构定制设计生产都是探针应用中的重点。为气动探针校准(标定)设计了专用探针位移机构,可使测量移动距离更准确,可控性更强,气动探针校准结果更准确;公司还建设了对外开放的风洞实验室,可提供一站式流场测量配套服务。
针对航空发动机内流场进行测量时,经常遇到大角度高流速的复杂三维流场,如叶片吸力面的分离边界层、压气机或涡轮叶片尾缘及端壁附近的二次流动等。针对这些复杂的流场环境,常用的三维流场测量方法有气动探针校准五孔探针、热线风速仪(三轴热线探针)、激光多普勒测速仪 (简称LDV)和粒子成像测速仪 (简称PIV)等。气动探针校准五孔探针可以测量内流场中局部点的总压、静压和流速流向,三轴热线探针可以测量内流场中局部点的流速大小和方向,但这两类探针无法精确测量气流角大于40°的流场参数,比如二次流动和有强旋涡的流场等。尽管LDV与PIV通过非接触测量,可以感知大气流角度的流场系数,且具有空间分辨率高、动态响应快、方向灵敏性佳等优点,但这两种测量方法价格昂贵、设备复杂、实验操作难度较大,且难以应用于现场中,此时则需要采用经过气动探针校准的七孔探针来进行测量。
气动探针校准七孔探针在高亚声速条件下,可以测量相对探针轴线达 65°的气流角;在低亚声速条件下,可以测量高达75°的气流角。气动探针校准七孔探针与气动探针校准五孔探针和三轴热线探针相比,可以测量更大偏角的复杂流动;与LDV、PIV等非接触测量系统相比,七孔探针相对造价低、设备简单、测量操作简便易行、对环境要求低,更适合航空发动机内流场的测控。
在进行叶栅风洞实验时,需要关注叶片间的流速、流向和总压,这需要通过压力扫描阀配合五孔气动探针及气动探针位移机构进行测量。流场测量软件可实现边移动边采集的全自动采集,用户可根据自己的需求,布置探针的布点位置和个数。
三维流场测控系统:
1.测控仪器:
1)电子压力扫描阀:将测试中多样采集集成化,提供可选通道、量程和精度的压力扫描。集成的传感器模块由进口芯体和独立的调校电路组成,便于更换替代,提高了产品的使用寿命。可定制4、8、16、32、64 路等气压采集通道;测量精度可达到0.05%FS;所有压力通道可实现传感器的“调零校准”和“满量程校准”,校准数据写入存储器中,掉电不丢失。
2)气动探针位移机构:气动探针位移机构可通过三维流场测控系统控制距离、方向、角度的移动,实现五孔气动探针边移动边采集的全自动化操作,解决传统人工操作不准确的顽固难题。将流场测控中涉及到的采集软件、计算软件、气动探针位移机构控制软件等进行整合,实现一台设备测、控功能的集成化和实时化,降低操作难度并节省支出成本。代替人工对气动探针进行移动布点,解决人工操作不精确、效率低等难题,由流场测量软件统一调控。
2.采集软件:
流场测量软件开发:采用Labview可视化编程方法,集成化控制气动探针数据采集、气动探针位移机构运动,内置五孔气动探针插值算法,用户可直接、快速地得到流场截面数据。并且,还可根据用户实际流场状况,进行个性化编程。
可根据客户需求提供气动探针校准和生产方案,实现气动探针校准全定制化,包括:孔数量、孔径大小、探头大小、支杆长短形状以及安装座形状尺寸等。闽泰瑞泽气动探针校准五孔探针是测量复杂三维流场标量和矢量特性的常用手段,因其精度高、设备简单、成本低、对环境要求低等优点,已被百余家客户选择,包括沈鼓集团、北京航空航天大学、上海交通大学等企业、高校和科研机构。