The present invention discloses a transient heat flow sensor, including: a heat probe shell body and a heat flow sensor body. The heat flow sensor body consists of: an oxygen free copper heat transfer body, its central position is open to hold a hole, and the inner diameter of the position which holds the hole close to the front of the anoxic copper heat transfer body is increased; the oxygen free copper heat transfer body is installed through the installation method. The orchid structure is connected to the body of the heat probe probe; the exposed type armored thermocouple is fixed in the opening hole of the oxygen free copper heat transfer body, and the temperature measuring point of the exposed type armored thermocouple is located at the center position of the anoxic copper heat transfer body and its head distance holds the outlet position of the through hole; the pure silver plunger is through. Over casting or welding is connected to the outlet position of the anoxic copper heat transfer body to accommodate the opening of the hole, and is formed with the head of the exposed type armored thermocouple. The transient heat flow sensor of the new structure has simple processing and assembly process and easy to realize the quality control. It is beneficial to improve the thermal response speed and test accuracy of the sensor.
【技术实现步骤摘要】
一种瞬态热流传感器
本专利技术属于地面防热试验
,具体涉及一种新型结构的瞬态热流传感器。
技术介绍
高超声速飞行器在大气层内飞行时,与周围空气相互作用会在飞行器表面形成高温边界层,给飞行器的结构、材料施加巨大的气动热载荷,严重影响飞行器的结构安全和寿命。为了有效筛选、评估与鉴定飞行器防热材料及结构防热特性,电弧风洞和电弧加热器常作为重要的气动热与热防护地面模拟试验平台,往往需要模拟几十MW/m2超高热流的气动加热环境。地面防热试验中瞬态热流测量方法主要是基于表面温度的Duhamel理论方法。但在高超声速地面模拟防热试验超高温、高冲刷电弧流场中传感器外表面温度用热电偶直接测试往往是非常困难的。因此常用于毫秒量级的脉冲式风洞试验测试的瞬态热流传感器(如薄膜热流传感器和同轴热电偶)无法满足电弧风洞和电弧加热器瞬态热流测试需求。常用于瞬态热流测量的零点量热计利用内腔“零点”位置温度间接获得一维半无限体传热体前表面温度-时间数据,并由此计算出前表面输入热流。但存在如下困难:1)由于内腔孔径小于1mm、长径比大于10且是盲孔,因此机械加工难度大,很难满足内腔底部几何尺寸加工精度要求;2)为了实现瞬态热流测试,常常采用高导热系数的无氧铜(纯铜)作为热流传感器传热体,但会带来热电偶接点很难在空腔底部直接进行冶金融化焊接问题。因此,常采用钎焊膏焊接方式,但存在较大的接触热阻以及钎焊位置偏差大。上述问题直接导致零点量热计加工质量难以控制,响应时间慢以及测试误差大(甚至达到20%),影响其有效应用。本专利技术针对上述情况,提出了一种新型结构的瞬态热流传感器。
技术实现思路
本 ...
【技术保护点】
1.一种瞬态热流传感器,其特征在于,包括:测热探针外壳体,其内部具有容纳腔;所述测热探针外壳体的头部设置有与容纳腔连通的容纳通道;热流传感器本体,其设置在容纳腔内,所述热流传感器本体包括:无氧铜传热体,其前端设置在容纳通道内,所述无氧铜传热体的中心位置开有容纳通孔;且所述容纳通孔接近无氧铜传热体前端的位置其内径增大;所述无氧铜传热体通过其上设置的安装法兰结构可拆卸连接在测热探针外壳体的容纳腔内;端露型铠装热电偶,其通过设置在无氧铜传热体末端的安装顶丝固定在无氧铜传热体的容纳通孔内,并使得端露型铠装热电偶的测温点处于无氧铜传热体容纳通孔的中心位置且其头部距离容纳通孔的出口位置有一定距离;纯银柱塞,其通过浇铸或熔焊的方式设置在无氧铜传热体容纳通孔的出口位置,且与端露型铠装热电偶的头部形成连接。
【技术特征摘要】
1.一种瞬态热流传感器,其特征在于,包括:测热探针外壳体,其内部具有容纳腔;所述测热探针外壳体的头部设置有与容纳腔连通的容纳通道;热流传感器本体,其设置在容纳腔内,所述热流传感器本体包括:无氧铜传热体,其前端设置在容纳通道内,所述无氧铜传热体的中心位置开有容纳通孔;且所述容纳通孔接近无氧铜传热体前端的位置其内径增大;所述无氧铜传热体通过其上设置的安装法兰结构可拆卸连接在测热探针外壳体的容纳腔内;端露型铠装热电偶,其通过设置在无氧铜传热体末端的安装顶丝固定在无氧铜传热体的容纳通孔内,并使得端露型铠装热电偶的测温点处于无氧铜传热体容纳通孔的中心位置且其头部距离容纳通孔的出口位置有一定距离;纯银柱塞,其通过浇铸或熔焊的方式设置在无氧铜传热体容纳通孔的出口位置,且与端露型铠装热电偶的头部形成连接。2.如权利要求1所述的瞬态热流传感器,其特征在于,所述测热探针外壳体具有圆形头部结构。3.如权利要求1所述的瞬态热流传感器,其特征在于,所述的无氧铜传热体为直径Φ3mm、总长11.7mm的圆柱体形的结构,所述无氧铜传热体中心位置的容纳通孔的内径为Φ0.68mm;且所述容纳通孔接近无氧铜传热体前端的位置的内径增大...
【专利技术属性】
技术研发人员:王辉,杨凯,朱新新,杨鸿,吴东,胡永,朱涛,林雪峰,单华伟,
申请(专利权)人:中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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