本发明属于流场温度测试，具体涉及一种适用于任意气流角的翼型总温探针，适用于压气机进出口温度的高精度测量。
背景技术：
1、通常在压气机部件实验中，采用温升法或扭矩法测量效率，而对于单级压气机效率，只能采用温升法进行测量。温升法测量压气机效率的计算公式如下：
2、
3、其中ηc表示压气机效率，tt1和tt2分别表示压气机进、出口总温，πc表示压气机总压比，k表示比热比。对于温升法测量效率而言，进出口温升越小，精确测量效率的难度越大，其主要原因在于进出口温升相对测量误差较大。
4、目前在压气机流场测量中，通常采用正对来流设计的接触式温度测量装置获取流场总温。其主要存在三个方面的缺陷：其一，由于是正对来流设计，传统温度测量装置的不敏感角小，在测量大偏转气流总温时，需要提前获取气流方向，从而对总温测量值进行修正；其二，在未知来流马赫数情况下，上述探针无法通过直接通过总温恢复系数对速度误差进行修正，需要借助其他测量手段获取来流马赫数，进而对速度误差进行修正，一方面增加了测试的复杂程度及试验测试的成本，更重要的是不同探针测得的流动参数无法保证来自同一流线，那么组合计算时会带来额外的误差，从而降低试验测试的精度。
5、此外，接触式温度测量受感部需要支杆支撑并插入到被测流场中测量，而探针支杆在流场中引起的堵塞效应不可避免的会对流场产生干扰，造成流动掺混损失增加、部件性能下降，甚至影响部件的正常运行。特别是当探针在小尺寸压气机中测量时，堵塞效应更加严重，甚至会引起失速喘振的发生。在流速较高的被测流场中测量时，探针支杆不仅会改变其附近的气流参数，还会在支杆后方产生明显的三维非定常尾迹，这些尾迹会随着叶轮机械的运动向下游传播，甚至也会影响上游的流场。
6、针对探针支杆对流场的影响问题通常通过优化支杆的结构和尺寸，减小对被测流场的干扰，但是由于结构强度方面的限制，探针支杆的尺寸不能进一步减小。
7、上述的这些探针的缺陷制约着研究人员对叶轮机械内流场的深入研究，难以满足在尽可能小的对被测流场产生干扰的同时精确获取流场中总温等参数信息的要求。因此，急需一种适用于任意气流角的翼型总温探针，用于压气机进口、出口和级间的总温高精度测量的总温探针。
技术实现思路
1、针对现有的总温探针在测量流场总温等参数时其不敏感角小，且探针支杆会对被测流场产生干扰、造成堵塞效应的问题，本发明提出了一种适用于任意气流角的翼型总温探针。通过在总温受感部前方布置单斜丝热线，获取流场的三维速度以及气流方向，同时将探针伸入流场的探针头部设计为翼型结构，减小探针对流场的影响。
2、本发明的技术方案是：
3、1、一种适用于任意气流角的翼型总温探针，由探针头部(1)、探针支杆(2)、进气口(3)、温度传感器(4)、安装座(5)、绝热绝缘密封胶(6)、热线叉杆(7)、热线(8)、圆形通道(9)、线缆(10)、出气口(11)组成，其特征在于：探针头部(1)形状为翼型，所谓翼型，即与固定翼飞机机翼形状相同或相似，探针头部(1)顶端通过弧形光滑过渡，探针头部(1)迎风面开有进气口(3)，进气口(3)斜上、斜下方分布两个热线叉杆(7)，其上焊有热线(8)，进气口(3)底部开有左、右两个出气口(11)，温度传感器(4)平行来流放置于进气口(3)内部，温度传感器(4)与安装座(5)之间通过绝热绝缘密封胶(6)固定，热线(8)与温度传感器(4)线缆(10)通过圆形通道(9)从探针尾部引出。
4、2、进一步，进气口(3)由收缩段与圆柱段组成，收缩段横截面型线由椭圆逐渐向圆收缩，椭圆长半轴为3～10毫米、短半轴为1.5～6毫米，圆柱段直径为1～8毫米，长度为4～10毫米，进气口(3)中心线距探针头部(1)顶端距离为2～10毫米。
5、3、进一步，进气口(3)左、右两侧开有出气口(11)，出气口(11)中心线与来流方向以及探针支杆(2)轴线垂直，其直径为0.3～3毫米。
6、4、进一步，安装座(5)为管状，外径与进气口(3)圆柱段相同，长度为1～4毫米，其中心开有安装孔，安装孔直径为0.5～5毫米，温度传感器(4)通过绝热绝缘密封胶(6)固定于安装孔内。
7、5、进一步，温度传感器(4)可以为k型、j型、t型等各种类型的热电偶，可以是热电阻，也可以是光纤传感器，其头部距进气口(3)前端3～6毫米，其线缆(10)通过圆形通道(9)引出探针尾部，圆形通道(9)与进气口(3)连通，直径为3～8毫米，其尾部贯穿探针支杆(2)。
8、6、进一步，热线叉杆(7)分别分布于进气口(3)斜上方与斜下方，其与探针头部(1)内通孔通过绝热绝缘密封胶(6)绝缘与固定，两根热线叉杆(7)顶部伸出探针头部(1)表面长度相同，均为1～4毫米，其上焊有热线(8)，热线叉杆(7)底端线缆(10)通过圆形通道(9)引出探针尾部，热线(8)所在直线与进气口(3)中心延长线相交，热线(8)材料为钨丝、镀金钨丝或铂铱合金，直径为1～30微米。
9、7、进一步，探针支杆(2)与探针头部(1)为一体成型，探针支杆(2)形状为圆柱形，其长度为20～80毫米，直径为6～20毫米。
10、本发明一种适用于任意气流角的翼型总温探针，具有以下有益效果：
11、有益效果一：本发明可以同时测量气流的总温、速度、气流方向，以及通过上述测量值间接获取气流的静温、马赫数等参数。
12、有益效果二：本发明不存在不敏感角小的问题，在不敏感角范围内，可以直接对总温进行测量；在超出不敏感角范围时，使用热线先测量流场的俯仰角以及偏转角，待其气流方向确定后，转动探针使进气口正对来流，接着测量流场的总温，工程应用更加广泛。
13、有益效果三：本发明通过探针头部的翼型设计，探针对流场的干扰以及堵塞非常小，同时翼型设计对气流方向的要求很高，在气流的偏转角过大时，翼型的设计会产生很大的“升力”，同时产生一定的分离和堵塞，本发明通过在进气口前布置单斜丝热线，提前获取来流方向，使得探针可以正对来流，很好的发挥翼型设计在减小流场堵塞方面的作用。
1.一种适用于任意气流角的翼型总温探针，由探针头部(1)、探针支杆(2)、进气口(3)、温度传感器(4)、安装座(5)、绝热绝缘密封胶(6)、热线叉杆(7)、热线(8)、圆形通道(9)、线缆(10)、出气口(11)组成，其特征在于：探针头部(1)形状为翼型，探针头部(1)顶端通过弧形光滑过渡，探针头部(1)迎风面开有进气口(3)，进气口(3)斜上、斜下方分布两个热线叉杆(7)，其上焊有热线(8)，进气口(3)底部开有左、右两个出气口(11)，温度传感器(4)平行来流放置于进气口(3)内部，温度传感器(4)与安装座(5)之间通过绝热绝缘密封胶(6)固定，热线(8)与温度传感器(4)线缆(10)通过圆形通道(9)从探针尾部引出；
