[其他]雙針型硅壓阻脈動流速測量探頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86108892
• 申請日: 1986-12-31
• 公開（公告）號: CN86108892A
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 張訓時;黃澤民;張東寧;張自甦
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01P5/14
• 分類號: G01P5/14
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 羅玉靜,丁英烈

本發(fā)明涉及一種測量水流脈動流速的測量探頭。

本發(fā)明是對中國專利85200016號“硅壓阻脈動流速測量探頭”的改進發(fā)明。“硅壓阻脈動流速測量探頭”利用硅壓阻壓力傳感器，裝在外形與傳統(tǒng)的皮托管相似的測量探頭的端部，由硅壓阻壓力傳感器直接感受水流速度V的壓力值ρ (V²)/2 ，并轉(zhuǎn)換成電訊號從而測出水流流速的脈動值和時均值。

中國專利85200016號不足之處在于：（1）探頭尺寸較大，會對水流流態(tài)有較大的干擾;（2）總壓孔和靜壓孔相距較遠，使兩孔感受的水流脈動壓力值不同，從而帶來脈動流速測量的誤差，據(jù)理論分析，在一般水流紊動強度為10%時，其誤差約為5%;（3）采用兩只硅壓阻壓力傳感器，其力學和電學特性不完全相同，雖經(jīng)精選，仍會有差別，從而帶來測量誤差，也給探頭的制造帶來困難，同時還要求用兩只數(shù)據(jù)放大器與它們配套使用，加大了成本。

本發(fā)明針對上述不足作了改進，該探頭由感壓孔〔4〕、〔5〕、感壓通道〔6〕、〔7〕、硅壓阻器件〔3〕、測桿〔8〕等組成，其特征在于該探頭采用雙針型探頭結構并且只用一只硅壓阻器件作為水流脈動流速傳感器，其細節(jié)關系是針型測速探針〔1〕端部的感壓孔〔4〕經(jīng)感壓通道〔6〕與硅壓阻器件〔3〕的正面相通，針型測速探針〔2〕側(cè)面的感壓孔〔5〕經(jīng)感壓通道〔7〕與硅壓阻器件〔3〕的反面相通，作用在硅壓阻器件〔3〕正、反面上的壓力差電信號經(jīng)與硅壓阻器件〔3〕相連的導線饋送至前置放大器〔9〕。

本發(fā)明的創(chuàng)造性首先在于減小了現(xiàn)有探頭尺寸采用雙針型探頭結構，從而大大減弱探頭對水流的干擾，對低雷諾數(shù)水流邊界層厚度大于0.6毫米時還可測量邊界層內(nèi)的流速值;其次在于將兩只感壓孔〔4〕、〔5〕之間的距離大幅度縮短，從而對于一般水流情況（例如水流流速為1米/秒流速脈動頻率為1000HZ），可以認為新探頭的兩個感壓孔〔4〕、〔5〕為同一水流渦團所包圍，兩個感壓孔測得的是同一脈動壓力值，這樣便提高了脈動流速的測量精度;第三在于用一只硅壓阻器件〔3〕取代現(xiàn)有技術的兩只硅壓阻器件，使總水壓力和靜水壓力分別作用在這一只硅壓阻傳感器的正、反面，于是正、反面感受的靜水壓力相互抵消，僅余下正面所感受的正比于流速的壓力信號，這一改進避免了用兩只硅壓阻傳感器因特性不同所帶來的測量誤差，本發(fā)明不僅結構更加合理、簡單而且量測精度提高，成本降低。本發(fā)明適用于測量水流的脈動流速，也可用于水流時均流速和壓力的測量。

圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的雙針型硅壓阻脈動流速測量探頭的剖面圖。下面結合圖1介紹一個實施例：

針型測速探針〔1〕、〔2〕的直徑相等，其值小于0.5毫米，其長度3～4厘米，感壓孔〔4〕、〔5〕的距離小于1毫米。