防冰冻总空气温度传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于测量流体物理参数的传感器，例如总空气温度。本发明专利技术的传感器包括：安装在成形体（２）上的流体入口；设置在前述成形体（２）中用于流体通道的输送管，所述输送管与流体入口（１）连接；和设置在所述输送管中的敏感元件。根据本发明专利技术，该传感器的特征在于它包括确保提高测量性能的元件。尤其是，空气入口的入口区域延伸，从而限定滑动表面，该滑动表面导致冰的消除。本发明专利技术也涉及边界层吸入系统，其通过凹槽和敏感陶瓷元件的使用而改进，所述陶瓷元件用于与防冰冻体之间优化的热隔离。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于至少测量流体流动的物理参数的传感器，尤其涉及总空气温度的防冰冻传感器。本专利技术的一个特别有利的应用是用在飞行领域中，用于测量进入飞机引擎的总空气温度，和/或飞机外部。
技术介绍
许多总空气温度的防冰冻传感器已经公知。传统地，如附图说明图1和2所示，它们包括装在流线型主体2上的空气入口1，该流线型主体具有机翼类型的轮廓。输送管3设置在流线型主体2中并允许流体流动，该流体具有将要测量的物理参数并通过惯性分离区4与空气入口1连通。该区4用于通过离心作用从残余空气中分离大质量成分(液体，霜，沙，…)，所述成分通过与空气入口1相对的排放区5从传感器排出。为了避免惯性分离区中的流体分离现象，在与排放区5相对的一侧上穿过其壁制造孔6，所述孔通过腔7与外部连通，所述腔相对于流线型主体2横向延伸。存在于传感器内外之间的压力差使边界层通过孔6被吸入。包括空气入口1，流线型主体2，输送管3，惯性分离区4，和排放区5的该组件通过发热电阻元件而用电力防止冰冻，所述发热电阻元件设置在形成于传感器壁中的凹槽8中。形成敏感元件的元件9在输送管3中延伸。作为举例，元件9是电阻温度计，其与流线型主体2热绝缘。也称为“槲体(mast)”的流线型主体2安装到固定凸缘11，该凸缘为大体平面形状(例如圆盘)，其在垂直于主体2和输送管3的轴的方向延伸。连接套筒10在其与流线型主体2相对的一侧安装到固定凸缘11。也可以对将要装配到活动挡板上的流线型主体提供附件，以在气流的轴线之上对其进行操作。这种结构尤其在专利申请WO01/44821中进行了描述，该专利描述了一种多功能传感器，其包括测量总空气温度的装置，该装置装配在活动挡板上并随其沿纵轴延伸，所述纵轴倾斜于流体流动方向。通常，如图2所示，空气入口1具有矩形内部区域，该矩形内部区域同样至少在某一小部分上应用于连接空气入口1的输送管3。申请人近来提出一种传感器结构，具体是在申请WO01/88496中，在该传感器结构中空气入口的截面至少部分为圆形或椭圆形。已经表明，这种形状比具有矩形空气入口截面的传感器能够经受更严酷的冰冻条件。
技术实现思路
本专利技术的总体目标是提出一种传感器，该传感器在冰冻条件下的性能进一步提高，同时在干燥条件下测量性能不降低。具体地说，本专利技术涉及一种传感器，其包括安装到流线型主体的流体入口；在所述流线型主体中提供的允许流体流动的输送管，所述输送管与所述流体入口连通；以及设置在所述输送管中的敏感元件。本专利技术尤其提出了一种空气入口结构，其使防结冰速度进一步提高并改善了空气入口缺陷，该缺陷对于该类型的传感器是历来公知的。使用现有技术的传感器，在消除某些冰块方面会遭遇困难，这些冰块堵塞了空气入口的入口区域。在一些情况下，可能发生其自身的加热系统不能足够地用于快速脱离空气入口。本专利技术提供了一种用于测量流体物理参数的传感器，尤其用于测量总空气温度，该传感器包括·安装到流线型主体的流体入口；·在所述流线型主体中提供的允许流体流动的输送管，所述输送管与所述流体入口连通；以及·设置在所述输送管中的敏感元件；该传感器特征在于所述流体入口具有入口区域，该入口区域以这样的方式延伸以限定一个表面，使其在所述入口相对于流体主流动方向的垂线倾斜，所述表面为任何可能产生在那里的冰块限定出滑动表面。本专利技术也提供了一种解决方案，用于改善边界层吸入装置带来的缺陷，在图1和图2所示类型的结构中，该吸入装置由孔6构成。这种吸入装置表现出低效率，其意味着大量的孔；为了保证操作可重复这意味着紧密的制造公差；这种装置也来源于对角度具有显著敏感性的传感器，当传感器在倾斜角度时其降低了测量性能。本专利技术提出了一种传感器，其中吸入装置不存在上述缺陷。具体地说，本专利技术提供了一种用于测量一个或多个流体物理参数的传感器，尤其是用于测量总空气温度，该传感器包括·安装到流线型主体的流体入口；·在所述流线型主体中提供的允许流体流动的输送管，所述输送管与所述流体入口连通；以及·设置在所述输送管中的敏感元件，该流体入口具有至少一个平表面限定的内部区域，该平表面与腔连通，该腔向外部开放并构成边界层吸入腔；该传感器的特征在于所述平表面出于用于提供相对于流体入口中的流体总流动方向横向延伸的多个吸入狭缝。本专利技术也提出了关于敏感元件的改进。传统地，该敏感元件由两个金属管之间的电阻线缠绕构成，它与这两个金属管电绝缘，并通过中空金属支座设置在传感器内。该金属支座通过焊接与传感器的金属体装配在一起。结果，在传感器主体中消耗的热量通过传导传递到敏感元件。为了限制该效应，通常的做法是在金属支座和敏感元件之间使用支撑螺栓。然而，支撑螺栓结构存在许多缺陷安装复杂；支撑螺栓的疲劳特性很差，导致测量元件断裂；以及因为金属材料的使用使电绝缘受到限制。本专利技术提出了一种结构，其通过使用热绝缘陶瓷作为支撑螺栓而改善上述缺陷，以提供改善的机械强度和热隔离。因此，本专利技术提供了一种用于测量一个或多个流体物理参数的传感器，尤其是用于测量总空气温度，该传感器包括·安装到流线型主体的流体入口；·在所述流线型主体中提供的允许流体流动的输送管，所述输送管与所述流体入口连通；以及·设置在所述输送管中的敏感元件；所述传感器的特征在于敏感元件包括陶瓷管，该陶瓷管在其上具有测量电阻绕线。附图的简单说明通过以下描述，本专利技术的其它特征和优点将更为显明，其中下面的描述是说明性的和非限定性的，并应当参考附图进行理解，图中以上已经描述的图1和2是现有技术用于测量总空气温度的防冰冻传感器的图示截面；图3是显示本专利技术的一种可行实施方案的截面图；图4是图3所示实施方案的侧视图；图5和6是空气入口形状的两个示例的立体图；图7是空气入口的底壁的概略平面图，其带有包括在其中的吸入边界层的装置；图8a和8b显示了流体首先在现有技术已知类型的吸入装置中的流动，其次在图7所示类型的吸入装置中的流动；图9a和9b首先是显示传感器相对于流动方向的倾斜角的图示，其次是测量误差作为倾斜角的函数怎样变化，首先对于现有技术传感器，其次对于图5-7中所示类型的传感器；图10a和10b是显示在底壁的厚度中流体流动的概略截面图，首先在具有孔的吸入装置中(图10a)，其次在本专利技术的有利实施方案中(图10b)；图11a，11b，和11c显示了本专利技术传感器中狭缝的各种可能形状；图12是类似于图7的概略平面图，其显示了另一可能的实施方案；图13a和13b显示了由空气入口的入口区域限定的滑动表面的两个可行实施方案；图14是空气入口的概略横截面图；图15是构成本专利技术可行实施方案的传感器的概略立体图，该立体图显示了一个用于传感器的排放区的可能形状；以及图16是敏感元件的图解侧视图。本专利技术具体实施方案的描述总体结构图3及其它图中所示的传感器具有空气入口1，该空气入口由流线型主体或“槲体”2支撑并在输送管3中变大，该输送管在所述槲体2内延伸，并容纳敏感元件9。该流线型主体或“槲体”2从固定凸缘11延伸。具体地说，该固定凸缘具有支撑面11a，用于支撑传感器固定在其上的部分(例如机身部分)，该支撑面为传感器限定了固定平面。入口区域的倾角和形状传统地，支撑传感器的空气入口的区域垂直于流动方向。如图13a所述，提议该空气入口的入口区域应当相对于与流动方向垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流体物理参数的传感器，尤其用于测量总空气温度，该传感器包括：安装到流线型主体（２）的流体入口（１）；在所述流线型主体（２）中提供的允许流体流动的输送管，所述输送管与所述流体入口连通；以及设置在所述输送管中 的敏感元件；该传感器的特征在于：所述流体入口具有入口区域，该入口区域以这样的方式延伸以限定一个表面，使其在所述入口相对于流体主流动方向的垂线倾斜，所述表面为任何可能产生在那里的冰块限定出滑动表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M贝尔纳，C巴尔，D拉佩罗尼，
申请(专利权)人：奥谢陶尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]