發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，包括熱流傳感器芯片、內(nèi)套、壓蓋、出線管、供電線纜、測量線纜以及冷卻組件，傳感器芯片與供電線纜和測量線纜均連接，熱流傳感器芯片通過壓蓋固定在內(nèi)套內(nèi)，出線管設(shè)置在內(nèi)套上，熱流傳感器芯片的供電線纜與測量線纜置于出線管內(nèi)；外套套裝在內(nèi)套外側(cè)，外套的一端與壓蓋固定連接，外套的另一端與底座固定連接，出水套的一端固定在底座上且位于出線管的外側(cè)，出水套的另一端固定有擋板，出水管設(shè)置在出水套上；進(jìn)水管設(shè)置在外套上，冷卻水流道通過底座與冷卻水環(huán)道連通。解決了現(xiàn)有的熱流傳感器在高溫環(huán)境下工作，存在熱流密度變小的技術(shù)問題，能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫環(huán)境下長時間、高精度熱流密度測量。
【專利說明】 發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及航天發(fā)動機(jī)試驗(yàn)，具體地說涉及液體火箭發(fā)動機(jī)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)過程的熱流密度測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)過程中，熱環(huán)境裝置能夠產(chǎn)生很高的熱流密度，腔體內(nèi)溫度很高，當(dāng)熱環(huán)境裝置全功率運(yùn)行時，1s內(nèi)腔體內(nèi)溫度可達(dá)到1000°C。熱流傳感器在該環(huán)境下無法正常工作。此外傳感器的電源線、測量線纜等均無法承受如此高的溫度。
[0003]傳統(tǒng)的熱流傳感器采用了圓箔作為熱流測量的敏感元件，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中可以看到，當(dāng)外界熱量輻射至圓箔敏感元件時，元件溫度迅速升高，由于底部銅制熱沉體溫度較低，熱量便迅速在兩者之間傳遞，精確測量溫差的大小，就能得到相應(yīng)的熱流密度。
[0004]這種形式的傳感器如果長時間處于高溫環(huán)境下，由于熱沉體溫度的升高，圓箔與熱沉體之間的溫差會逐漸變小，導(dǎo)致熱流密度變小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有的熱流傳感器在高溫環(huán)境下工作，存在熱流密度變小的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫環(huán)境下長時間、高精度熱流密度測量。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為:
[0007]發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，其特殊之處:包括熱流傳感器芯片、內(nèi)套、壓蓋、出線管、供電線纜、測量線纜以及冷卻組件，
[0008]所述傳感器芯片與供電線纜和測量線纜均連接，所述熱流傳感器芯片通過壓蓋固定在內(nèi)套內(nèi)，所述出線管設(shè)置在內(nèi)套上，所述熱流傳感器芯片的供電線纜與測量線纜置于出線管內(nèi)；
[0009]所述冷卻組件包括進(jìn)水管、外套、底座、出水管、出水套以及擋板，
[0010]所述外套套裝在內(nèi)套外側(cè)，所述外套與內(nèi)套之間形成冷卻水流道，
[0011]所述外套的一端與壓蓋固定連接，所述外套的另一端與底座固定連接，所述出線管穿過底座，所述出水套的一端固定在底座上且位于出線管的外側(cè)，所述出水套的另一端固定有擋板，所述擋板位于出線管和出水套之間，所述出水套與出線管之間形成冷卻水環(huán)道，所述出水管設(shè)置在出水套上；
[0012]所述進(jìn)水管設(shè)置在外套上，所述進(jìn)水管與冷卻水流道連通，所述冷卻水流道通過底座與冷卻水環(huán)道連通，所述出水管與冷卻水環(huán)道連通。
[0013]上述熱流傳感器芯片通過壓蓋和螺釘固定于內(nèi)套里。
[0014]上述出線管的材料為lCrl8Ni9Ti。
[0015]本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn):[0016]1、本實(shí)用新型將熱流傳感器芯片放置于冷卻水槽內(nèi)，0.3MPa冷卻水從進(jìn)水管進(jìn)入冷卻水槽，經(jīng)對流換熱為熱沉體降溫，從出水管流出水槽。2、本實(shí)用新型將供電線纜與測量線纜置于ICrlSN1Ti不銹鋼出線管內(nèi)，出線管通過焊接方式放置于冷卻水槽內(nèi)，出線管與冷卻水槽外壁形成水冷套，將線纜與1000°C高溫環(huán)境隔離。供電線纜、測量線纜的冷卻夾套與傳感器測量面平行；在1000°C高溫環(huán)境中持續(xù)工作時間250s ;傳感器長時間工作零位穩(wěn)定。
[0017]3、本實(shí)用新型水冷套整體采用lCrl8Ni9Ti不銹鋼材料，耐高溫、酸堿腐蝕。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有的熱流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型水冷式高溫燃?xì)鈱?dǎo)流裝置示意圖；
[0020]其中附圖標(biāo)記為:1_內(nèi)套，2-外套,3-壓蓋,4-螺釘,5-出水套,6_進(jìn)水管,7_出線管，8-出水管，9-擋板，10-底座，11-圓箔敏感元件，12-熱沉體，13-冷卻水流道，14-冷卻水環(huán)道。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖2所示，發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，包括熱流傳感器芯片、內(nèi)套1、壓蓋3、出線管7、供電線纜、測量線纜以及冷卻組件，
[0022]傳感器芯片與供電線纜和測量線纜均連接，熱流傳感器芯片通過壓蓋3固定在內(nèi)套I內(nèi)，出線管7設(shè)置在內(nèi)套I上，熱流傳感器芯片的供電線纜與測量線纜置于出線管7內(nèi)；
[0023]冷卻組件包括進(jìn)水管6、外套2、底座10、出水管8、出水套5以及擋板9，
[0024]外套套裝在內(nèi)套外側(cè)，外套與內(nèi)套之間形成冷卻水流道13，
[0025]外套的一端與壓蓋固定連接，外套的另一端與底座固定連接，出線管穿過底座，出水套的一端固定在底座上且位于出線管的外側(cè)，出水套的另一端固定有擋板，擋板位于出線管和出水套之間，出水套與出線管之間形成冷卻水環(huán)道，出水管設(shè)置在出水套上；進(jìn)水管設(shè)置在外套上，進(jìn)水管與冷卻水流道連通，冷卻水流道通過底座與冷卻水環(huán)道連通，出水管與冷卻水環(huán)道14連通。
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明:
[0027](I)熱流傳感器芯片通過壓蓋和符合GB68-85的M2開槽沉頭螺釘固定于內(nèi)套里；
[0028](2)出線管為DN4的lCrl8Ni9Ti不銹鋼管路，出線管和內(nèi)套采用焊接結(jié)構(gòu)，供電和測量線纜通過出線管引出傳感器；
[0029]( 3 )進(jìn)水管、外套、底座、內(nèi)套、出線管、出水管、出水套、擋板構(gòu)成冷卻水槽，各部件采用亞弧焊焊接；
[0030](4) 0.3MPa冷卻水由進(jìn)水管從熱流傳感器上端流入冷卻水槽，經(jīng)傳感器水套和線纜水套后，由出水管流出，實(shí)現(xiàn)傳感器和線纜冷卻。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，其特征在于:包括熱流傳感器芯片、內(nèi)套、壓蓋、出線管、供電線纜、測量線纜以及冷卻組件， 所述傳感器芯片與供電線纜和測量線纜均連接，所述熱流傳感器芯片通過壓蓋固定在內(nèi)套內(nèi)，所述出線管設(shè)置在內(nèi)套上，所述熱流傳感器芯片的供電線纜與測量線纜置于出線管內(nèi)； 所述冷卻組件包括進(jìn)水管、外套、底座、出水管、出水套以及擋板， 所述外套套裝在內(nèi)套外側(cè)，所述外套與內(nèi)套之間形成冷卻水流道， 所述外套的一端與壓蓋固定連接，所述外套的另一端與底座固定連接，所述出線管穿過底座，所述出水套的一端固定在底座上且位于出線管的外側(cè)，所述出水套的另一端固定有擋板，所述擋板位于出線管和出水套之間，所述出水套與出線管之間形成冷卻水環(huán)道，所述出水管設(shè)置在出水套上； 所述進(jìn)水管設(shè)置在外套上，所述進(jìn)水管與冷卻水流道連通，所述冷卻水流道通過底座與冷卻水環(huán)道連通，所述出水管與冷卻水環(huán)道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，其特征在于:所述熱流傳感器芯片通過壓蓋和螺釘固定于內(nèi)套里。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機(jī)熱環(huán)境試驗(yàn)水冷式熱流傳感器，其特征在于:所述出線管的材料為lCrl8Ni9Ti。
【文檔編號】G01K17/00GK203824677SQ201420054177
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】何小軍, 李廣會, 王朋軍, 李志勛, 劉麗寧, 劉陽 申請人:西安航天動力試驗(yàn)技術(shù)研究所