一种复合式总温测量装置 - 佰腾专利检索

摘要:

本实用新型提供一种复合式总温测量装置,包括相互连接的复合式传感器和复合式变换器,复合式传感器包括传感器壳体,所述传感器壳体内设有用于测量大气总温的敏感件组件、用于测量大气静压的静压管以及用于测量大气总压的总压管;复合式变换器包括变换器壳体,变换器壳体内设有信号调节板,信号调节板用于解算总温参数、静压参数和总压参数。本实用新型体积小,集成度高,可同时对大气总温、总压和静压进行测量,并将测量到的测量参数解算为多种大气参数。同时,该装置还具有在测量过程中实时除冰的功能,从而实现大气总压和静压的无损测量。 - 佰腾专利检索

申请号: CN201521064275.8 专利名称: 一种复合式总温测量装置 申请(专利权)人: [西安远方航空技术发展总公司] 发明人: [董伟超, 李本亮, 贾博, 苏瑞, 郑璐] 其他信息:
1.一种复合式总温测量装置,其特征在于,包括相互连接的复合式传感 器和复合式变换器,所述复合式传感器包括由导流管、支柱和法兰盘组成的 传感器壳体,所述传感器壳体内设有用于测量大气总温的敏感件组件、用于 测量大气静压的静压管以及用于测量大气总压的总压管;所述复合式变换器 包括变换器壳体,所述变换器壳体内设有信号调节板,所述信号调节板用于 解算分别由所述敏感件组件、所述静压管和所述总压管测量得到的总温参数、 静压参数和总压参数。 2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述敏感件组件、所述静 压管和所述总压管设于所述导流管内,所述敏感件组件连接有电缆,所述电 缆依次从所述支柱和所述法兰盘延伸出后与所述信号调节板连接,所述静压 管和所述总压管依次从所述支柱和所述法兰盘延伸出后与所述信号调节板连 接。 3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述电缆通过电连接器与 所述信号调节板连接,所述静压管和所述总压管分别通过引压接嘴与所述信 号连接板连接。 4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述导流管包括导管以及 设置在所述导管前端的前端组件,所述前端组件的侧壁外侧设有螺旋状凹槽, 所述凹槽内铺设有加热丝。 5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述前端组件的侧壁上分 别设有静压孔和总压孔,所述静压管和所述总压管的前端分别设于所述静压 孔和所述总压孔内,其中所述静压孔的轴线与所述前端组件的轴线垂直,所 述总压孔的轴线与所述前端组件的轴线平行。 6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述前端组件由铜镍合金 材料制成。 7.根据权利要求1至6任一所述的装置,其特征在于,所述信号调节板 上设有信号敏感单元和参数解算单元,所述信号敏感单元包括绝压敏感元件 和差压敏感元件,所述绝压敏感元件与所述静压管连接,所述差压敏感元件 与所述总压管连接;所述参数解算单元包括多通道微处理器以及与所述微处 理器连接的信号转换电路,所述微处理器还分别与所述绝压敏感元件、所述 差压敏感元件以及所述敏感件组件连接。 8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述变换器壳体内还设有 电源转换电路,所述电源转换电路分别为所述绝压敏感元件、所述差压敏感 元件、所述微处理器和所述信号转换电路供电。
< p > 一种复合式总温测量装置 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本实用新型涉及大气参数测量技术领域,具体涉及一种复合式总温测 量装置。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 目前,大气总温测量装置主要应用于亚跨音速飞行器飞行时大气总温的 测量。随着超音速飞行器的发展,对大气总温等参数测量装置的要求越来越 高,不仅要具有稳定的总温恢复系数,而且需要具有复合式多参数测量、除 冰功能和较小的气动外形尺寸,但是现有的测量装置普遍存在体积大、测量 参数单一的问题,并且不具有在测量过程中实时进行除冰的功能。 < /p > < p > 实用新型内容 < /p > < p > 本实用新型提供一种复合式总温测量装置,以解决现有技术中大气总温 测量装置体积大以及测量参数单一等的问题。 < /p > < p > 本实用新型提供一种复合式总温测量装置,包括相互连接的复合式传感 器和复合式变换器,所述复合式传感器包括由导流管、支柱和法兰盘组成的 传感器壳体,所述传感器壳体内设有用于测量大气总温的敏感件组件、用于 测量大气静压的静压管以及用于测量大气总压的总压管;所述复合式变换器 包括变换器壳体,所述变换器壳体内设有信号调节板,所述信号调节板用于 解算分别由所述敏感件组件、所述静压管和所述总压管测量得到的总温参数、 静压参数和总压参数。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述敏感件组件、所述静压管和所述总压 管设于所述导流管内,所述敏感件组件连接有电缆,所述电缆依次从所述支 柱和所述法兰盘延伸出后与所述信号调节板连接,所述静压管和所述总压管 依次从所述支柱和所述法兰盘延伸出后与所述信号调节板连接。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述电缆通过电连接器与所述信号调节板 连接,所述静压管和所述总压管分别通过引压接嘴与所述信号连接板连接。 < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述导流管包括导管以及设置在所述导管 前端的前端组件,所述前端组件的侧壁外侧设有螺旋状凹槽,所述凹槽内铺 设有加热丝。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述前端组件的侧壁上分别设有静压孔和 总压孔,所述静压管和所述总压管的前端分别设于所述静压孔和所述总压孔 内,其中所述静压孔的轴线与所述前端组件的轴线垂直,所述总压孔的轴线 与所述前端组件的轴线平行。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述前端组件由铜镍合金材料制成。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述信号调节板上设有信号敏感单元和参 数解算单元,所述信号敏感单元包括绝压敏感元件和差压敏感元件,所述绝 压敏感元件与所述静压管连接,所述差压敏感元件与所述总压管连接;所述 参数解算单元包括多通道微处理器以及与所述微处理器连接的信号转换电 路,所述微处理器还分别与所述绝压敏感元件、所述差压敏感元件以及所述 敏感件组件连接。 < /p > < p > 作为本实用新型的优选方式,所述变换器壳体内还设有电源转换电路, 所述电源转换电路分别为所述绝压敏感元件、所述差压敏感元件、所述微处 理器和所述信号转换电路供电。 < /p > < p > 本实用新型提供的复合式总温测量装置,体积小,集成度高,可同时对 大气总温、总压和静压进行测量,并将测量到的测量参数解算为多种大气参 数。同时,本实用新型提供的复合式总温测量装置还具有在测量过程中实时 除冰的功能,从而实现大气总压和静压的无损测量,实现机载条件下大气参 数的高精度测量。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描 述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造 性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 < /p > < p > 图1为本实用新型实施例提供的一种复合式总温测量装置的复合式传感 器的结构示意图; < !-- SIPO < DP n="2" > -- > < /p > < p > 图2为本实用新型实施例提供的一种复合式总温测量装置的复合式传感 器的内部结构示意图; < /p > < p > 图3为本实用新型实施例提供的一种复合式总温测量装置的复合式变换 器的结构示意图; < /p > < p > 图4为本实用新型实施例提供的一种复合式总温测量装置的复合式变换 器的功能框图。 < /p > < p > 其中,1、前端组件,2、静压孔,3、敏感件组件,4、导管,5、支 座,6、铆钉,7、电缆,8、支柱,9、法兰盘,10、电连接器插头,11、 压线块,12、螺钉,13、第一引压接嘴,14、静压管,15、总压管,16、 加热丝,17、总压孔,18、安装孔,19、变换器壳体,20、电连接器插 座,21、第二引压接嘴。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对 本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 < /p > < p > 本实用新型实施例公开了一种复合式总温测量装置,分为复合式传感器 和复合式变换器两部分,其中复合式传感器和复合式变换器相互连接。复合 式传感器将大气总温变化量通过敏感元件转换成电阻值的变化值,同时将测 量的大气总压和静压值传输到复合式总温变换器;复合式变换器为复合式传 感器的二次仪表,其功能是将复合式传感器输出的以电阻值表征的大气总温、 总压和静压参数进行大气参数解算,实现对多种大气参数的精确测量。 < /p > < p > 参照图1和图2所示,复合式传感器包括传感器壳体,该传感器壳体由 导流管、支柱8和法兰盘9组成,其中导流管和支柱8均为内部中空结构, 支柱8的下端面为斜面。导流管安装在支柱8的上方,法兰盘9倾斜焊接在 支柱8的下方,法兰盘9上设有多个安装孔18。 < /p > < p > 具体地,本实施例中,导流管采用两段式结构,包括导管4以及设置在 该导管4前端的前端组件1,其中导管4由不锈钢材料制成,前端组件1由 铜镍合金材料制成,导管1与前端组件4连接时采用高温钎焊方式,从而可 保证其连接强度,导管1通过铆钉6安装在支柱8的上方。导管1内设有设 有用于测量大气总温参数的敏感件组件3,该敏感件组件3为铂电阻敏感组 件。敏感件组件3用螺钉12安装在一个支座5上,该支座5具有螺纹结构, 同时导管4内部也具有与之相匹配的螺纹结构,支座5通过该螺纹结构安装 在导管4内部。敏感件组件3还连接有电缆7,电缆7通常采用四芯电缆, 该电缆7的另一端依次穿过支柱8和法兰盘9,并延伸出法兰盘9外,之后 与电连接器插头10连接。本实施例中采用的电连接器一般选用航空电连接 器,包括插头和插座两部分。引出法兰盘9外的电缆7由压线块11固定,压 线块11用螺钉12紧固在法兰盘9上。 < !-- SIPO < DP n="3" > -- > < /p > < p > 前端组件1内设有分别用于测量大气总压和静压参数的静压管14和总压 管15,前端组件1的侧壁上分别设有静压孔2和总压孔17,该静压管14的 前端和该总压管15的前端分别设于静压孔2和总压孔17内,其中静压孔2 的轴线与前端组件1的轴线垂直,总压孔17的轴线与前端组件1的轴线平行。 一般地,静压孔2设于该前端组件1底端的侧壁上,总压孔17设于该前端组 件1顶端的侧壁上。另外,静压管14和总压管15的另一端依次穿过支柱8 和法兰盘9,并延伸出法兰盘9外,之后分别与第一引压接嘴13连接。第一 引压接嘴13焊接在法兰盘9上,静压管14和总压管15分别插入第一引压接 嘴13后用焊接保证密封。 < /p > < p > 另外,前端组件1的侧壁外侧还设有螺旋状凹槽,凹槽内铺设有加热丝 16,同时采用高温银铜焊将加热丝16埋焊在该凹槽内并修光表面。该加热丝 16的另一端依次穿过支柱8和法兰盘9,延伸出法兰盘9外之后先固定在法 兰盘9上,然后进一步焊接在电缆7上。 < /p > < p > 整个复合式传感器通过法兰盘9上的安装孔18紧固在飞行器的蒙皮上, 导流管伸出附面层工作,高速气流先在敏感件组件3进行总温阻滞,总温参 数经敏感件组件3引出的电缆7传递给电连接器,其余气体排入大气中。具 体地,气流经导管4流入,经过扩张后,气流的速度降低,因为支座5的形 状会改变气流方向,使其速度降到预定的数值,绝大部分动能恢复成热能。 这部分气流进入到阻值与温度呈线性关系的敏感件组件3的周围,并进一步 进入大气中,从而敏感件组件3测量得到大气总温值。同时静压孔2和总压 孔17获得气流的总压参数和静压参数,并分别通过静压管14和总压管15传 递给第一引压接嘴13。三路参数输入给复合式变换器进行大气参数解算,以 获得更多的参数,如高度、速度、马赫数、真空速、大气静温等。 < /p > < p > 通电工作后,加热丝16开始发热工作,而且由铜镍合金材料制成的前端 组件1也具有良好的导热性,可防止复合式传感器在高空高湿环境条件下结 冰,从而防止结冰带来测量误差或故障。本实用新型实施例提供的复合式传 感器,可以提供准确的大气总温参数、总压参数及静压参数,经解算后可为 后端的气压高度系统提供精确的测量数据。 < /p > < p > 本实用新型实施例提供的复合式传感器,将总温、静压和总压的测量结 构及防冰结构集成起来,可有效满足航空及航天无人机飞控系统和发动机控 制系统中对产品小型化和一体化的要求。 < /p > < p > 参照图3和图4所示,复合式变换器包括变换器壳体19,该变换器壳体 19上设有电连接器插座20和第二引压接嘴21,变换器壳体19内部设有信号 调节板,信号调节板分别与电连接器插座20和第二引压接嘴21连接,电连 接器插座20和第二引压接嘴21进一步分别与电连接器插头10和第一引压接 嘴13连接,从而实现复合式变换器与复合式传感器之间的连接。 < /p > < p > 具体地,本实施例中,信号调节板上设有信号敏感单元和参数解算单元。 其中,信号敏感单元包括绝压敏感元件和差压敏感元件,绝压敏感元件和差 压敏感元件分别与第二引压接嘴21连接,从而分别依次通过第二引压接嘴 21和第一引压接嘴13实现与静压管14和总压管15的连接。绝压敏感元件 和差压敏感元件均为硅压阻式敏感元件,分别接收第二引压接嘴21引入的静 压参数和总压参数,并将其转换为与相应压力信号成正比的数字信号。 < /p > < p > 参数解算单元包括多通道微处理器和信号转换电路,微处理器分别与绝 压敏感元件、差压敏感元件和信号转换电路连接,还与电连接器插座20连接, 并依次通过电连接器插座20、电连接器插头10以及电缆7实现与敏感件组 件3的连接。微处理器分别接收绝压敏感元件和差压敏感元件引入的表征静 压参数和总压参数的数字信号,以及接收电连接器插座20引入的总温参数, 并分别通过微处理器的第一通道、第二通道和第三通道对表征静压参数和总 压参数的数字信号以及总温参数进行非线性校准及总温误差修正,再经信号 转换电路进行信号转换处理,最终以总线形式输出与大气参数成比例的信号, 包括总温信号、静温信号、总压信号、静压信号、真空速信号、马赫数信号、 高度信号及速度信号。 < /p > < p > 变换器壳体19内还设有电源转换电路,电源转换电路分别为绝压敏感元 件、差压敏感元件、微处理器和信号转换电路供电。 < /p > < p > 需要说明的是,本实用新型的上述实施方式中所提及的“上”、“下”、 “左”、“右”、“前”和“后”等均以各图所示的方向为基准,这些用来 限制方向的词语仅仅是为了便于说明,并不代表对本实用新型具体技术方案 的限制。 < /p > < p > 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡 在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均 应包含在本实用新型的保护范围之内。 < !-- SIPO < DP n="4" > -- > < /p >
< p > 目前,大气总温测量装置主要应用于亚跨音速飞行器飞行时大气总温的 测量。随着超音速飞行器的发展,对大气总温等参数测量装置的要求越来越 高,不仅要具有稳定的总温恢复系数,而且需要具有复合式多参数测量、除 冰功能和较小的气动外形尺寸,但是现有的测量装置普遍存在体积大、测量 参数单一的问题,并且不具有在测量过程中实时进行除冰的功能。 < /p >
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