CN205538006U - 热电偶和温度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热电偶和温度测量装置,该热电偶包括安装座和多只探针,安装座用于安装探针;多只探针之间并联连接,并电连接在安装座上,用于测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态,本实用新型提出的热电偶,与通常的航空发动机使用的热电偶相比,更能真实地反映发动机温度场的实际温度,并且使用寿命长、体积小、重量轻。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试测量领域,特别地,涉及一种热电偶和温度测量装置。
背景技术
发动机涡轮后端的排放气体的温度测试,以能真实反映该截面温度场为目的。目前的第一代发动机往往仅用一到两只、分布于同一截面、不同周向的单点式热电偶来测试该截面平均温度;随着第二/三代发动机对使用寿命要求的提升,对热端部件浸润温度的控制更加严苛,常在同一截面、同一径向、不同周向分布多只单点式热电偶,或在代表性的周向安装一组单点或两点式热电偶来测量该截面的平均温度。另外,工业用标准热电偶质量大、整体耐温低,外廓尺寸大,使用寿命短,无法满足航空发动机整个工作包线内及恶劣大气环境下的严酷使用需求。
因此,在发动机涡轮后端的气流温度场不均匀的情形下,目前航空发动机上使用的热电偶测点少,难以真实反映发动机排气截面的温度场,且影响发动机的寿命计算以及功率限制控制,是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种热电偶和温度测量装置,以解决目前航空发动机上使用的热电偶测点少,难以真实反映发动机排气截面的温度场,且影响发动机的寿命计算以及功率限制控制的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
本实用新型提出的一种热电偶,安装在发动机的涡轮后端,包括:
安装座,用于安装探针;
多只探针,多只探针之间并联连接,并电连接在安装座上,用于测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态。
进一步地,热电偶还包括用于对多只探针进行绝缘填充的绝缘部件,多只探针长度不等且并排设计,分别穿过绝缘部件后与安装座电连接。
进一步地,热电偶设置在发动机的涡轮后端的同一径向截面上,用于测量发动机的涡轮后端不同半径上的平均温度。
进一步地,安装座包括第一输入部和第二输入部,多只探针的数量为三根,每根探针均 包括热电偶感温点,热电偶感温点经两根热电偶丝引出至安装座,三根探针的正极热电偶丝并联在一起连接至第一输入部,三根探针的负极热电偶丝并联在一起连接至第二输入部。
进一步地,每根探针均还包括:
保护套管,套设在热电偶丝的外周,用于保护热电偶丝;
填充材料,填充在热电偶丝和保护套管之间,用于填充电偶丝和保护套管间的空隙。
进一步地,安装座还包括输出部,输出部包括正极输出端和负极输出端,正极输出端和负极输出端分别设置在安装座上,用于输出安装座处理后的温度结果。
进一步地,热电偶安装座的绝缘部分采用金属陶瓷材料。
根据本实用新型的另一方面,还提供了一种温度测量装置,安装在发动机的涡轮机匣上,包括上述的热电偶。
进一步地,多个热电偶在发动机的涡轮机匣上周向分布,用于测量发动机的涡轮机匣上的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态。
进一步地,温度测量装置还包括柔性补偿电缆,用于将多个热电偶并联并输出多个热电偶转换的电信号。
本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型提出的热电偶,安装在发动机的涡轮后端,采用多只探针并联连接来测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态,与通常的航空发动机使用的热电偶相比,更能真实地反映发动机温度场的实际温度,并且使用寿命长、体积小、重量轻。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1是本实用新型热电偶一实施例的结构示意图;
图2是本实用新型热电偶一实施例的内部接线示意图;
图3是本实用新型热电偶一实施例的并联电路模型示意图;以及
图4是本实用新型温度测量装置在发动机涡轮机匣内布置的一实施例的截面示意图。
附图标号说明:
10、安装座;11、输出部;111、负极输出端;112、正极输出端;20、探针;30、绝缘部件;100、热电偶。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1、图2和图3,本实用新型的优选实施例提供了一种热电偶,安装在发动机的涡轮后端,包括安装座10和多只探针20,安装座10,用于安装探针20;多只探针20之间并联连接,并电连接在安装座10上,用于测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态。
本实施例提出的热电偶,安装在发动机的涡轮后端,采用多只探针并联连接来测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态,与通常的航空发动机使用的热电偶相比,更能真实地反映发动机温度场的实际温度,并且使用寿命长、体积小、重量轻。
优选地,如图1所示,本实施例提出的热电偶,热电偶还包括用于对多只探针20进行绝缘填充的绝缘部件30,多只探针20长度不等且并排设计,分别穿过绝缘部件30后与安装座10电连接。
本实施例提出的热电偶,采用长度不等且并排独立设置在绝缘片上的多只探针来测量发动机的涡轮后端同一径向不同半径上的三个点的温度,并输出三个温度测点的平均值。
优选地,本实施例提出的热电偶,如图2所示,安装座10包括第一输入部和第二输入部,多只探针20的数量为三根,每根探针20均包括热电偶感温点,热电偶感温点经两根热电偶丝引出至安装座10,三根探针20的正极热电偶丝并联在一起连接至第一输入部,三根探针20的负极热电偶丝并联在一起连接至第二输入部。
本实施例提出的热电偶,通过三根探针的热电偶感温点独立工作,分别在三个不同的位置上测量三个点的温度。
可选地,本实施例提出的热电偶,每根探针20均还包括保护套管和填充材料,保护套管,套设在热电偶丝的外周,用于保护热电偶丝;填充材料,填充在热电偶丝和保护套管之间,用于填充电偶丝和保护套管间的空隙。
本实施例提出的热电偶,通过保护套管对热电偶丝进行保护,并将填充材料填充在热电偶丝和保护套管之间,以填充热电偶丝和保护套管之间的空隙,以有效地获取发动机温度场的实际温度。
优选地,如图2所示,安装座10还包括输出部11,输出部11包括负极输出端111(KN接线柱)和正极输出端112(KP接线柱),负极输出端111(KN接线柱)和正极输出端112(KP接线柱)分别设置在安装座10上,用于输出安装座10处理后的温度结果。
本实施例提出的热电偶,采用三路输入同时采集发动机温度场的实际温度,并采用一路输出发动机温度场的实际温度平均值,测量精确度高。
优选地,热电偶安装座10的绝缘部分由金属陶瓷材料制成。
本实施例提出的热电偶,整体耐温高,低温部分(冷端)采用了金属陶瓷化绝缘工艺,使得热电偶输出端能够耐受300℃的高温,从而能够在航空发动机的热端部件上安装,而工业用普通热电偶安装环境一般是室温。
本实施例提出的热电偶,使用寿命长,从而降低航空发动机维护成本。
本实施例提出的热电偶环境适应性好,能满足GJB150A规定的砂尘、盐雾、湿热、霉菌、防雨等各种严酷环境。
优选地,本实施进一步提供一种温度测量装置,安装在发动机的涡轮机匣上,包括上述的热电偶100。
进一步地,如图4所示,多个热电偶100在发动机的涡轮机匣上周向分布,用于测量发动机的涡轮机匣上的排放气体的平均温度,并将测量的发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控发动机的工作状态。
进一步地,温度测量装置还包括柔性补偿电缆,用于将多个热电偶100并联并输出多个热电偶100转换后的电信号。
本实施例提供的温度测量装置,多个热电偶周向分布在发动机的燃气涡轮机匣,经柔性补偿电缆并联后输出信号,测试点多,不仅能更真实地体现和测量燃气温度,而且还提高排气温度测量的可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。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。
Claims (10)
1.一种热电偶,其特征在于,包括:
安装座(10),用于安装探针(20);
多只探针(20),所述多只探针(20)之间并联连接,并电连接在所述安装座(10)上,用于测量发动机的排放气体的平均温度,并将测量的所述发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控所述发动机的工作状态。
2.根据权利要求1所述的热电偶,其特征在于,
所述热电偶还包括用于对所述多只探针(20)进行绝缘填充的绝缘部件(30),所述多只探针(20)长度不等且并排设计,分别穿过所述绝缘部件(30)后与所述安装座(10)电连接。
3.根据权利要求2所述的热电偶,其特征在于,
所述热电偶设置在所述发动机的涡轮后端的同一径向截面上,用于测量所述发动机的涡轮后端不同半径上的平均温度。
4.根据权利要求2所述的热电偶,其特征在于,
所述安装座(10)包括第一输入部和第二输入部,所述多只探针(20)的数量为三根,每根探针(20)均包括热电偶感温点,所述热电偶感温点经两根热电偶丝引出至所述安装座(10),三根探针(20)的正极热电偶丝并联在一起连接至所述第一输入部,三根探针(20)的负极热电偶丝并联在一起连接至所述第二输入部。
5.根据权利要求4所述的热电偶,其特征在于,
所述每根探针(20)均还包括:
保护套管,套设在所述热电偶丝的外周,用于保护所述热电偶丝;
填充材料,填充在所述热电偶丝和所述保护套管之间,用于填充所述热电偶丝和所述保护套管间的空隙。
6.根据权利要求4所述的热电偶,其特征在于,
所述安装座(10)还包括输出部(11),所述输出部(11)包括负极输出端(111)和正极输出端(112),所述负极输出端(111)和所述正极输出端(112)分别设置在所述安装座(10)上,用于输出所述安装座(10)处理后的温度结果。
7.根据权利要求6所述的热电偶,其特征在于,
所述安装座(10)的绝缘部分由金属陶瓷材料制成。
8.一种温度测量装置,安装在发动机的涡轮机匣上,其特征在于,包括多个如权利要求1至7任一项所述的热电偶(100)。
9.根据权利要求8所述的温度测量装置,其特征在于,
多个所述热电偶(100)在所述发动机的涡轮机匣上周向分布,用于测量所述发动机的涡轮机匣上的排放气体的平均温度,并将测量的所述发动机的排放气体的平均温度转换成电信号进行输出,以监控所述发动机的工作状态。
10.根据权利要求9所述的温度测量装置,其特征在于,还包括:
柔性补偿电缆,与多个所述热电偶(100)相连,用于将多个所述热电偶(100)并联并输出多个所述热电偶(100)转换后的电信号。
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