一种铰链力矩天平热电冷却装置及安装与冷却方法制造方法及图纸

一种铰链力矩天平热电冷却装置及安装与冷却方法，属于航空航天测力试验气动力测量技术领域。本发明专利技术解决了目前针对风洞试验过程中铰链力矩天平受环境温度变化产生测量偏差的解决方案造成天平温度效应无法避免，影响铰链力矩天平的测量精准度的问题。本发明专利技术的温度传感器设置在铰链力矩天平上，铰链力矩天平的副翼上设置有隔热垫，隔热垫内由下至上依次设置有半导体制冷片和铍青铜散热片，半导体制冷片与铍青铜散热片之间设置有导热硅脂。通过本发明专利技术的铰链力矩天平热电冷却装置保证铰链力矩天平处于与标准一致的温度环境，减少温度效应造成的天平测量误差，提高试验数据的可靠性。提高试验数据的可靠性。提高试验数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种铰链力矩天平热电冷却装置及安装与冷却方法


[0001]本专利技术属于航空航天测力试验气动力测量
，具体为一种铰链力矩天平热电冷却装置及安装与冷却方法。

技术介绍

[0002]风洞测力试验中所使用的应变天平可直接测量作用在航空模型上的气动力和力矩，是测力风洞试验中最为关键的高精度传感器之一。其中铰链力矩天平主要用于在飞行器操纵面或全动翼面模型上的铰链力矩，对于高超声速风洞试验，为了防止气体发生冷凝，要对气流进行加热，加热后的气流作用在航空模型表面上及机身主体上，会将这些部件加热，受热后的部件会将热传递到铰链力矩天平上，而天平弹性元件上的应变计会受到该环境温度变化的影响产生测量误差，其原因，一是应变片电阻本身具有电阻温度系数；二是弹性元件与应变片两者之间的线膨胀系数不同，即使无外力作用，即无应变现象，由于环境温度的变化也会引起应变片电阻值的改变，从而产生测量误差。
[0003]目前，针对风洞试验过程中铰链力矩天平受环境温度变化产生测量偏差，主要解决方案包括如下几种：在机身上安装水冷装置。该方法可以实现对机身的降温，然而对于飞行器操纵面或全动翼面，无法布置水冷装置，一是水冷装置会影响铰链力矩天平的测量，二是占用空间大，无法布置水冷装置，因此采用水冷装置，仅能对飞行器机体进行降温，操纵面上的热温度依然会传递到铰链力矩天平上；专利公开号为CN114674520A公开了一种用于测力风洞试验应变天平的灵敏度温度效应修正方法，通过灵敏度修正的方式实现温度补偿，然而其弊端有两个方面：一是需要消耗大量时间进行温度补偿，特别是对于风洞试验来说，对数量众多的天平进行温度补偿需要消耗大量的人力与时间成本，二是由于温度补偿并非线性，当温度偏差过大的时候，温度补偿效果依然存在偏差；专利公开号为CN216057891U公开了一种铰链力矩天平隔热装置，该专利仅能减缓热传递效率，但对于长时间的风洞试验，热依然会传递到铰链力矩天平上。
[0004]以上几种方式，均无法实现铰链力矩试验热传递的阻断，造成天平温度效应无法避免，影响铰链力矩天平的测量精准度。

技术实现思路

[0005]本专利技术研发目的是为了解决目前针对风洞试验过程中铰链力矩天平受环境温度变化产生测量偏差的解决方案造成天平温度效应无法避免，影响铰链力矩天平的测量精准度的问题，因此提供了一种热电冷却装置保证铰链力矩天平处于与校准一致的环境温度，减少温度效应造成的天平测量误差，提高试验数据的可靠性。在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本发
明的范围。
[0006]本专利技术的技术方案：方案一：一种铰链力矩天平热电冷却装置，包括温度传感器、半导体制冷片、铍青铜散热片、隔热垫和导热硅脂，所述温度传感器设置在铰链力矩天平上，铰链力矩天平的副翼上设置有隔热垫，隔热垫内由下至上依次设置有半导体制冷片和铍青铜散热片，半导体制冷片与铍青铜散热片之间设置有导热硅脂，半导体制冷片的制冷端与隔热垫接触，半导体制冷片的制热端与铍青铜散热片接触。
[0007]进一步的，所述隔热垫上加工有第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽布置在第二安装槽下方，第一安装槽内安装有半导体制冷片，第二安装槽内安装有铍青铜散热片。
[0008]进一步的，所述铍青铜散热片上加工有螺钉孔，螺钉穿过螺钉孔将铍青铜散热片安装在第二安装槽内。
[0009]进一步的，所述副翼上加工有走线槽，半导体制冷片的外引线放置在走线槽内。
[0010]进一步的，所述温度传感器为PT100温度传感器，半导体制冷片为T.E.C半导体制冷片。
[0011]方案二：基于方案一所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置的安装方法，包括以下步骤：步骤一：在副翼上加工用于放置半导体制冷片的安装槽和走线槽，安装槽尺寸为10mm*10mm*4mm，走线槽的尺寸为2mm*1mm，安装槽表面平面度优于0.03mm；步骤二：将隔热垫安装在副翼的安装槽内，在隔热垫的第一安装槽内涂抹一层导热硅脂，导热硅脂的厚度小于0.5mm，将半导体制冷片安装在隔热垫的第一安装槽内，使半导体制冷片的制冷端与隔热垫接触，并在半导体制冷片的制热端上涂抹一层导热硅脂；步骤三：将铍青铜散热片放置在隔热垫的第二安装槽内，使铍青铜散热片布置在半导体制冷片的上方，使用螺丝将铍青铜散热片固定在第二安装槽内，完成冷却装置的安装；步骤四：将温度传感器通过胶水粘贴在铰链力矩天平上，温度传感器与铰链力矩天平的应变计保持大于2mm的距离，温度传感器的灵敏度高于0.1℃，实时检测铰链力矩弹性体的温度。
[0012]方案三：基于方案一所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置的冷却方法，包括以下步骤：步骤一：将半导体制冷片与电源连接，选用直流1V电源，电源文波系数高于10％；步骤二：铰链力矩天平校准温度为23.6℃，将温度传感器的目标温度设置为23.6℃；步骤三：进行风洞实验，通过温度传感器测得温度高于23.6℃，半导体制冷片通电开始工作，持续制冷；步骤四：温度传感器测得温度为23.6℃时，半导体制冷片停止降温通电。
[0013]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种铰链力矩天平热电冷却装置相比于水冷的方式无回转效应，不会影响天平测量的准度，通过半导体制冷片进行降温无任何制冷剂的使用且没有旋转部件，因此不会出现回转效应，在冷却过程中不会产生任何的电子信号干扰，不会影响铰链力矩天
平的测量，保证铰链力矩天平处于与校准一致的温度环境，减少温度效应造成的天平测量误差，提高试验数据的可靠性；本专利技术的一种铰链力矩天平热电冷却装置的温度传感器温控精准度在0.1℃，提高温控的精准性，通过温度控制器的监测控制半导体制冷片工作，半导体制冷片采用T.E.C半导体制冷片，其寿命超过20万小时，失效率低；本专利技术的一种铰链力矩天平热电冷却装置占用体积小，可在方向舵、升降舵等较小的部件上进行布置，半导体制冷片拆卸较为便捷，可以反复进行使用。
附图说明
[0014]图1是一种铰链力矩天平热电冷却装置的主视图；图2是一种铰链力矩天平热电冷却装置的剖视图；图3是铍青铜散热片的结构示意图；图4是隔热垫的结构示意图；图5是副翼的结构示意图；图6是半导体制冷片的制冷端与制热端示意图；图7是一种铰链力矩天平热电冷却装置自动化程序流程图。
[0015]图中1
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铰链力矩天平，2
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温度传感器，3
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半导体制冷片，4
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铍青铜散热片，5
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隔热垫，6
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导热硅脂，7
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副翼，8
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螺钉孔，9
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第一安装槽，10
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第二安装槽，11
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走线槽。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铰链力矩天平热电冷却装置，其特征在于：包括温度传感器（2）、半导体制冷片（3）、铍青铜散热片（4）、隔热垫（5）和导热硅脂（6），所述温度传感器（2）设置在铰链力矩天平（1）上，铰链力矩天平（1）的副翼（7）上设置有隔热垫（5），隔热垫（5）内由下至上依次设置有半导体制冷片（3）和铍青铜散热片（4），半导体制冷片（3）与铍青铜散热片（4）之间设置有导热硅脂（6），半导体制冷片（3）的制冷端与隔热垫（5）接触，半导体制冷片（3）的制热端与铍青铜散热片（4）接触。2.根据权利要求1所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置，其特征在于：所述隔热垫（5）上加工有第一安装槽（9）和第二安装槽（10），第一安装槽（9）布置在第二安装槽（10）下方，第一安装槽（9）内安装有半导体制冷片（3），第二安装槽（10）内安装有铍青铜散热片（4）。3.根据权利要求2所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置，其特征在于：所述铍青铜散热片（4）上加工有螺钉孔（8），螺钉穿过螺钉孔（8）将铍青铜散热片（4）安装在第二安装槽（10）内。4.根据权利要求3所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置，其特征在于：所述副翼（7）上加工有走线槽（11），半导体制冷片（3）的外引线放置在走线槽（11）内。5.根据权利要求4所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置，其特征在于：所述温度传感器（2）为PT100温度传感器，半导体制冷片（3）为T.E.C半导体制冷片。6.权利要求5所述的一种铰链力矩天平热电冷却装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在副翼（7）上加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，李小刚，李勇，周航，郭举光，赵晟杰，路遥，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：