EP2467726A1 - Pressure-measuring probe - Google Patents

Pressure-measuring probe

Info

Publication number
EP2467726A1
EP2467726A1 EP10760228A EP10760228A EP2467726A1 EP 2467726 A1 EP2467726 A1 EP 2467726A1 EP 10760228 A EP10760228 A EP 10760228A EP 10760228 A EP10760228 A EP 10760228A EP 2467726 A1 EP2467726 A1 EP 2467726A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
probe
pressure measuring
pressure
tip
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10760228A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Armin Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP2467726A1 publication Critical patent/EP2467726A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
    • G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
    • G01P5/165—Arrangements or constructions of Pitot tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure

Definitions

  • top 12 of the probe head 2 includes a point angle ⁇ of about 25 ° with the bottom 14 of the probe head 2.
  • the probe head 2 is symmetrical with respect to a tip plane which extends through the tip 16. Due to the circumferentially wedge-shaped probe head 2, a measurement of pressure values (total pressure values and static pressure values) of a supersonic flow is possible.
  • the circumferentially arranged pressure measuring point 4, 6 allow detection of flows of different flow direction, so that an analysis of the compressor in the boundary region of the compressor pumping is possible.
  • the main flow direction is indicated in Figure 1 by an arrow.
  • the longitudinal axis of the probe shaft 10 extends approximately at right angles to the
  • the probe shaft 10 acts approximately centrally in the region of the longitudinal axis of the probe head 2.
  • the probe shaft 10 is provided with a constriction 18 in the connection region to the probe head 2, which is formed such that the diameter of the probe shaft 10 is reduced in the region of about 8 to 10 mm in the direction of the probe head 2 frustoconical. As a result, the flow to be measured is influenced as little as possible by the probe shaft 10.
  • Probe head and probe shafts 2, 10 have pressure measuring lines 20 formed as a bore system for connecting the pressure measuring points 4, 6 with schematically indicated pressure transducers 22.
  • Each pressure measuring point 4, 6 is a Pressure measuring 20 assigned.
  • the pressure sensors 22 are arranged outside the measuring chamber, so that an extremely compact pressure measuring sensor 1 is achieved whose probe head 2 minimally influences the flow.
  • Pressure measuring probe 1 shown in Figure 1 eight total pressure measuring points 4 along the probe tip 16 of the probe head 2 are arranged offset by 45 ° to each other. The circumferentially spaced apart along the probe tip 16 arranged
  • Pressure measuring points 4 allow a 360 ° detection of total pressure values of the flow at different flow direction.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

The invention relates to a pressure-measuring probe (1) for measuring pressure values of a flow, in particular a supersonic flow, comprising at least one probe head (2) which has a probe surface (8) provided with pressure-measuring points (4, 6) and which can be positioned in the flow by means of at least one probe shaft (10). According to the invention, a top side (12) of the probe head (2) and the bottom side (14) of the probe head define a wedge-shaped probe tip (16), wherein pressure-measuring points (4) are arranged at a distance from each other along the circumferential probe tip (16).

Description

Beschreibung  description
Druckmesssonde Pressure probe
Die Erfindung betrifft eine Druckmesssonde zur Messung von Druckwerten einer Strömung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a pressure measuring probe for measuring pressure values of a flow according to the preamble of patent claim 1.
Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet von Druckmesssonden zur Messung von Druckwerten einer Strömung. Derartige Druckmesssonden finden The invention generally relates to the technical field of pressure measuring probes for measuring pressure values of a flow. Find such pressure probes
beispielsweise zur Messung der Richtungskomponenten, des Totaldrucks und/oder des statischen Druckes einer Strömung innerhalb einer Gasturbine, insbesondere im Bereich des Verdichters einer Fluggasturbine Verwendung. Verdichter weisen allgemein eine von ihrer Leistungscharakteristik abhängige Stabilitätsgrenze auf. Wird während des Betriebs des Verdichters diese Stabilitätsgrenze unbeabsichtigt überschritten, beispiels-weise durch eine Eintrittsstörung, Temperaturänderungen oder Verschmutzung, so setzen starke instationäre Strömungen (rotierendes Abreißen, Pumpen) ein, die schnell bis zur Zerstörung der Strömungsmaschine führen können. Es ist daher üblich, bei der Auslegung des For example, for measuring the direction components, the total pressure and / or the static pressure of a flow within a gas turbine, in particular in the region of the compressor of an aircraft gas turbine use. Compressors generally have a stability limit depending on their performance characteristics. If this stability limit is inadvertently exceeded during operation of the compressor, for example due to an entry disturbance, temperature changes or contamination, strong unsteady currents (rotating tearing, pumping) set in, which can quickly lead to destruction of the turbomachine. It is therefore common in the interpretation of
Verdichters einen hinreichenden Abstand zwischen der Arbeitslinie des Verdichters und der Stabilitätsgrenze vorzusehen, wobei als Sicherheitsreserve alle Störungen berücksichtigt werden, die den Pumpgrenzabstand herabsetzen könnten. Durch einen festen Compressor to provide a sufficient distance between the working line of the compressor and the stability limit, as a safety margin, all disturbances are taken into account, which could reduce the surge margin. By a firm
Sicherheitsabstand geht jedoch ein erheblicher Arbeitsbereich des Verdichters mit gutem Wirkungsgrad verloren. Safety distance, however, a considerable work area of the compressor is lost with good efficiency.
Um bei modernen Strömungsmaschinen den Wirkungsgrad und/oder die Leistungsdichte weiter zu steigern, sind Überlegungen angestellt worden, wie Verdichter in der Nähe der Stabilitätsgrenze sicher betrieben werden können. Hierzu ist eine Vermessung der In order to further increase the efficiency and / or the power density in modern turbomachines, considerations have been made as to how compressors can be safely operated in the vicinity of the stability limit. For this purpose, a survey of
Rückströmungsprofile beim Pumpen in Verdichtern erforderlich, um die physikalische Wirkungsweise der Strömung beim Pumpen zu untersuchen. Beim Pumpen von  Return flow profiles are required when pumping in compressors to investigate the physical operation of the flow during pumping. When pumping
Verdichtern strömt die Strömung von hinten nach vorne durch den Verdichter. Die Compressors flow the flow from back to front through the compressor. The
Strömungsrichtung variiert hierbei in einem Winkelbereich von bis zu 270°, wobei sich die Machzahl von Unterschall auf Überschall erhöht. Um neben Druckwerten auch die Richtungskomponenten einer Strömung zu bestimmen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Viellochsonden mit räumlich verteilten Messbohrungen bekannt, die als Kugel- oder Halbkugelkopfsonden mit auf zwei senkrecht zueinander stehenden Meridianen angeordneten Messbohrungen ausgebildet sind. Mit Hilfe von Kalibrierdiagrammen kann aus den Druckdifferenzen an den Bohrstellen der Schwenkwinkel, der Kippwinkel und der Betrag der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Mit diesen Werten lässt sich beispielsweise bei einer Strömungsmaschine der Geschwindigkeitsvektor in die Umfangs-, Radial-, und Axialkomponente zerlegen. Eine Durchführung von Messungen im Überschallbereich ist aufgrund der auftretenden Flow direction varies in an angular range of up to 270 °, whereby the Mach number increases from subsonic to supersonic. In order to determine not only pressure values but also the directional components of a flow, many-hole probes with spatially distributed measuring bores are known from the general state of the art, which are designed as ball or hemispherical probe with measuring bores arranged on two mutually perpendicular meridians. Calibration diagrams can be used to determine the swivel angle, the tilt angle and the flow velocity from the pressure differences at the drilling points. With these values, for example, in a turbomachine, the velocity vector can be decomposed into the circumferential, radial and axial components. Performing measurements in the supersonic range is due to the occurring
Verdichtungsstoßwelle mit derartigen Messsonden jedoch nicht möglich. However, compression shock wave with such probes not possible.
Aus der DE 39 23 753 Al ist eine Druckmesssonde zum Messen der From DE 39 23 753 Al a pressure measuring probe for measuring the
Relativgeschwindigkeit eines anströmenden Mediums im Überschallbereich bekannt, wobei der Sondenkörper einen keil- oder kegelförmigen Sondenkopf aufweist, dessen größter Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Sondenschafts ist. Nachteilig bei derartigen Druckmesssonden ist, dass insbesondere die beim Pumpen von Verdichtern von hinten nach vorne durch den Verdichter verlaufende Strömung nicht erfassbar ist. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckmesssonde zu schaffen, die eine Druckmessung bei unterschiedlichen Strömungsbedingungen im Unter- und Überschallbereich ermöglicht. Relative velocity of an inflowing medium known in the supersonic range, wherein the probe body has a wedge-shaped or conical probe head whose largest diameter is larger than the outer diameter of the probe shaft. A disadvantage of such pressure measuring probes is that, in particular, the flow running through the compressor when pumping compressors from the rear to the front is not detectable. In contrast, the invention has for its object to provide a pressure measuring probe that allows pressure measurement at different flow conditions in the lower and supersonic range.
Diese Aufgabe wird durch eine Druckmesssonde mit den Merkmalen des This task is accomplished by a pressure measuring probe with the characteristics of the
Patentanspruchs 1 gelöst. Patent claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Druckmesssonde oder Richtungssonde ist zur Messung von Druckwerten einer Strömung, insbesondere einer Überschall Strömung, vorgesehen und hat zumindest einen Sondenkopf, der eine mit Druckmessstellen versehene Sondenoberfläche aufweist und über mindestens einen Sondenschaft in der Strömung positionierbar ist. The pressure measuring probe or direction probe according to the invention is provided for measuring pressure values of a flow, in particular a supersonic flow, and has at least one probe head which has a probe surface provided with pressure measuring points and can be positioned in the flow via at least one probe shaft.
Erfindungsgemäß begrenzt eine Oberseite des Sondenkopfes mit dessen Unterseite eine keilförmige Sondenspitze, wobei Druckmessstellen beabstandet zueinander entlang der umlaufenden Sondenspitze angeordnet sind. Gegenüber dem Stand der Technik ist aufgrund des umlaufend keilförmig ausgebildeten Sondenkopfes eine Messung von Druckwerten (Totaldruckwerte und statische Druckwerte) einer Unterschall- und According to the invention, an upper side of the probe head with its underside bounds a wedge-shaped probe tip, wherein pressure measuring points are arranged at a distance from one another along the rotating probe tip. Compared to the prior art is due to the circumferentially wedge-shaped probe head a measurement of Pressure values (total pressure values and static pressure values) of a subsonic and
Überschallströmung möglich. Die umlaufend beabstandet zueinander entlang der Supersonic flow possible. The circumferentially spaced from each other along the
Sondenspitze angeordneten Druckmessstellen ermöglichen eine 360°-Erfassung von Strömungen unterschiedlicher Strömungsrichtung, so dass insbesondere eine Probe tip arranged pressure measuring points allow 360 ° detection of flows of different flow direction, so that in particular a
Strömungsanalyse von Verdichtern im Bereich des Verdichterpumpens möglich ist. Die Rückströmphänomene beim Pumpen können untersucht werden. Die Belastung der Verdichterschaufeln beim Pumpen kann besser vorhergesagt werden. Die Sonde ist in einem Überschallkanal ähnlich einer 5-Loch Sonde kalibrierbar. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist dieFlow analysis of compressors in the field of compressor pumping is possible. The backflow phenomena during pumping can be investigated. The load on the compressor blades during pumping can be better predicted. The probe is calibratable in a supersonic channel similar to a 5-hole probe. In a particularly preferred embodiment of the invention, the
Druckmesssonde einen rotationssymetri sehen Sondenkopf auf. Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, wenn der Sondenkopf diskusförmig ausgebildet ist. Pressure probe on a rotationally symmetrical see probe head. It has proved to be particularly advantageous in this case if the probe head is of disk-shaped design.
Eine Oberseite des Sondenkopfes schließt vorzugsweise einen Spitzenwinkel α im Bereich von etwa 10 bis 40°, vorzugsweise von etwa 20 bis 30°, mit der Unterseite des Sondenkopfes ein. A top of the probe head preferably includes a tip angle α in the range of about 10 to 40 degrees, preferably about 20 to 30 degrees, with the bottom of the probe head.
Der Sondenkopf ist bezüglich einer sich durch die Spitze ersteckenden Spitzenebene vorzugsweise symmetrisch ausgebildet. The probe head is preferably symmetrical with respect to a tip plane which extends through the tip.
Erfindungsgemäß können die Druckmessstellen im Bereich der Sondenspitze als Totaldruckmesstellen (Totaldrucköffhung Totaldruckbohrung) vorgesehen sein. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest acht Totaldruckmessstellen im Bereich der Spitze des Sondenkopfes angeordnet sind. Aufgrund der umlaufend entlang der According to the invention, the pressure measuring points in the region of the probe tip can be provided as total pressure measuring points (total pressure opening, total pressure bore). It has proved to be advantageous if at least eight total pressure measuring points are arranged in the region of the tip of the probe head. Because of the circulating along the
Sondenspitze angeordneten Totaldruckmessstellen sind diese relativ weit voneinander entfernt, so dass eine hohe Messgenauigkeit erreicht wird. Die umlaufend beabstandet zueinander entlang der Sondenspitze angeordneten Druckmessstellen ermöglichen eine 360°-Erfassung von Total druckwerten einer Strömung mit unterschiedlicher Probe tip arranged Totaldruckmessstellen these are relatively far apart, so that a high measurement accuracy is achieved. The circumferentially spaced from each other along the probe tip arranged pressure measuring points allow a 360 ° detection of total pressure values of a flow with different
Strömungsrichtung. Flow direction.
Bei einem konkreten Ausfuhrungsbeispiel sind Druckmessstellen zur Bestimmung statischer Druckwerte im Bereich der Oberseite und/oder der Unterseite des Sondenkopfes vorgesehen. Vorzugsweise sind jeweils zumindest acht Druckmessstellen zur Bestimmung des statischen Druckes im Bereich der Oberseite und der Unterseite des Sondenkopfes vorgesehen. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, wenn sich eine Längsachse des Sondenschafts etwa rechtwinklig zu einer Spitzenebene des Sondenkopfes erstreckt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Druckmessonde greift der Sondenschaft etwa mittig im Bereich einer Längsachse des Sondenkopfes an. Dadurch wird die zu messende In a concrete exemplary embodiment, pressure measuring points are provided for determining static pressure values in the region of the upper side and / or the underside of the probe head. Preferably, in each case at least eight pressure measuring points are provided for determining the static pressure in the area of the upper side and the lower side of the probe head. According to the invention, it has been recognized that it is advantageous if a longitudinal axis of the probe shaft extends approximately at right angles to a tip plane of the probe head. According to one embodiment of the pressure measuring probe of the probe shaft attacks approximately centrally in the region of a longitudinal axis of the probe head. This will cause the to be measured
Strömung von dem Sondenschaft möglichst wenig beeinflusst. Flow influenced as little as possible by the probe shaft.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hat der Sondenschaft eine In one embodiment of the invention, the probe shaft has a
Einschnürung im Anschlussbereich an den Sondenkopf, die derart ausgebildet ist, dass der Durchmesser des Sondenschafts in Richtung des Sondenkopfes verringert ist. Sondenkopf- und Sondenschaft weisen vorzugsweise die Druckmessstellen mitConstriction in the connection area to the probe head, which is designed such that the diameter of the probe shaft is reduced in the direction of the probe head. Probe head and probe shank preferably have the pressure measuring points
Druckaufnehmern (Drucksensoren) verbindende Druckmessleitungen auf. Diese können als Bohrungen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist jeweils eine Druckmessleitung pro On pressure sensors (pressure sensors) connecting pressure measuring lines. These can be designed as bores. Preferably, in each case one pressure measuring line per
Druckmessstelle vorgesehen. Die Druckaufnehmer können bei dieser Lösung außerhalb des Messraumes angeordnet sein, so dass ein äußerst kompakter Druckmesssensor erreicht wird, dessen Sondenkopf die Strömung minimal beeinflußt. Pressure measuring point provided. In this solution, the pressure transducers can be arranged outside the measuring chamber, so that an extremely compact pressure measuring sensor is achieved whose probe head minimally influences the flow.
Alternativ kann den Druckmessstellen jeweils ein mittel- oder unmittelbar am Messort angeordneter Druckaufnehmer zugeordnet sein. Aufgrund der kurzen Alternatively, the pressure measuring points can each be assigned a pressure transducer arranged centrally or directly at the measuring location. Because of the short
Erfassungswege wird insgesamt eine schnelle und hochgenaue Messwerterfassung erreicht. Overall, a fast and highly accurate data logging is achieved.
Den Druckmessstellen ist vorzugsweise jeweils ein Druckaufnehmer zugeordnet, so dass die Messstellen unabhängig voneinander vermessen und die Strömung entsprechend hochgenau analysierbar ist. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Bestandteil der weiterenThe pressure measuring points are preferably each assigned a pressure transducer, so that the measuring points measured independently and the flow can be analyzed with high accuracy. Other advantageous developments of the invention are part of the further
Unteransprüche. Dependent claims.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Druckmesssonde und In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it: Figure 1 is a side view of a pressure measuring probe according to the invention and
Figur 2 eine Draufsicht auf die Druckmesssonde aus Figur 1. FIG. 2 shows a plan view of the pressure measuring probe from FIG. 1.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Druckmesssonde 1 zur Untersuchung von räumlichen Überschallströmungen im Bereich des Verdichters einer Fluggasturbine. Die Druckmesssonde 1 hat einen Sondenkopf 2, der eine mit Totaldruckmesstellen 4 FIG. 1 shows a pressure measuring probe 1 according to the invention for investigating spatial supersonic flows in the region of the compressor of an aircraft gas turbine. The pressure measuring probe 1 has a probe head 2, the one with Totaldruckmesstellen 4th
(Totaldruckbohrungen) und Statikdruckmessstellen 6 versehene Sondenoberfläche 8 aufweist und über einen Sondenschaft 10 in der Strömung positionierbar ist. (Totaldruckbohrungen) and static pressure measuring 6 has provided probe surface 8 and is positionable via a probe shaft 10 in the flow.
Erfindungsgemäß begrenzt eine Oberseite 12 des Sondenkopfes 2 mit dessen Unterseite 14 eine keilförmige Sondenspitze 16, wobei die Totaldruckmesstellen 4 beabstandet zueinander entlang der umlaufenden Sondenspitze 16 angeordnet sind. Bei dem  According to the invention, an upper side 12 of the probe head 2 with its lower side 14 delimits a wedge-shaped probe tip 16, wherein the total pressure measuring points 4 are arranged at a distance from one another along the circumferential probe tip 16. In which
dargestellten Ausführungsbei spiel ist der Sondenkopf 2 rotationssymetrisch, im Ausführungsbei shown game is the probe head 2 rotationally symmetrical, in
Wesentlichen diskusförmig ausgebildet, wobei die Oberseite 12 des Sondenkopfes 2 einen Spitzenwinkel α von etwa 25° mit der Unterseite 14 des Sondenkopfes 2 einschließt. Der Sondenkopf 2 ist bezüglich einer sich durch die Spitze 16 ersteckenden Spitzenebene symmetrisch ausgebildet. Aufgrund des umlaufend keilförmig ausgebildeten Sondenkopfes 2 ist eine Messung von Druckwerten (Totaldruckwerte und statische Druckwerte) einer Überschallströmung möglich. Die umlaufend angeordneten Druckmesstelle 4, 6 ermöglichen eine Erfassung von Strömungen unterschiedlicher Strömungsrichtung, so dass eine Analyse des Verdichters im Grenzbereich des Verdichterpumpens möglich ist. Die Hauptströmungsrichtung ist in Figur 1 durch einen Pfeil angedeutet. Die Längsachse des Sondenschafts 10 erstreckt sich etwa rechtwinklig zu derEssentially discus-shaped, wherein the top 12 of the probe head 2 includes a point angle α of about 25 ° with the bottom 14 of the probe head 2. The probe head 2 is symmetrical with respect to a tip plane which extends through the tip 16. Due to the circumferentially wedge-shaped probe head 2, a measurement of pressure values (total pressure values and static pressure values) of a supersonic flow is possible. The circumferentially arranged pressure measuring point 4, 6 allow detection of flows of different flow direction, so that an analysis of the compressor in the boundary region of the compressor pumping is possible. The main flow direction is indicated in Figure 1 by an arrow. The longitudinal axis of the probe shaft 10 extends approximately at right angles to the
Spitzenebene des Sondenkopfes 2, wobei der Sondenschaft 10 etwa mittig im Bereich der Längsachse des Sondenkopfes 2 angreift. Der Sondenschaft 10 ist mit einer Einschnürung 18 im Anschlussbereich an den Sondenkopf 2 versehen, die derart ausgebildet ist, dass der Durchmesser des Sondenschafts 10 im Bereich von etwa 8 bis 10 mm in Richtung des Sondenkopfes 2 kegelstumpfförmig verringert ist. Dadurch wird die zu messende Strömung von dem Sondenschaft 10 möglichst wenig beeinflusst. Tip level of the probe head 2, wherein the probe shaft 10 acts approximately centrally in the region of the longitudinal axis of the probe head 2. The probe shaft 10 is provided with a constriction 18 in the connection region to the probe head 2, which is formed such that the diameter of the probe shaft 10 is reduced in the region of about 8 to 10 mm in the direction of the probe head 2 frustoconical. As a result, the flow to be measured is influenced as little as possible by the probe shaft 10.
Sondenkopf- und Sondenschaft 2, 10 weisen als Bohrungssystem ausgebildete Druckmessleitungen 20 zur Verbindung der Druckmessstellen 4, 6 mit schematisch angedeuteten Druckaufnehmern 22 auf. Jeder Druckmessstelle 4, 6 ist eine Druckmessleitung 20 zugeordnet. Die Druckaufhehmer 22 sind bei dieser Lösung außerhalb des Messraumes angeordnet, so dass ein äußerst kompakter Druckmesssensor 1 erreicht wird, dessen Sondenkopf 2 die Strömung minimal beeinflußt. Den Probe head and probe shafts 2, 10 have pressure measuring lines 20 formed as a bore system for connecting the pressure measuring points 4, 6 with schematically indicated pressure transducers 22. Each pressure measuring point 4, 6 is a Pressure measuring 20 assigned. In this solution, the pressure sensors 22 are arranged outside the measuring chamber, so that an extremely compact pressure measuring sensor 1 is achieved whose probe head 2 minimally influences the flow. The
Druckmessstellen 4, 6 ist vorzugsweise jeweils ein Druckaufhehmer 22 zugeordnet, so dass die Messstellen unabhängig voneinander vermessen und die Strömung entsprechend hochgenau analysierbar ist. Pressure measuring points 4, 6 is preferably assigned in each case a Druckaufhehmer 22, so that the measuring points measured independently and the flow is correspondingly highly accurately analyzed.
Bei einem nicht dargestellten alternativen Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung sind die Druckaufhehmer jeweils mittel- oder unmittelbar an den Druckmessstellen 4, 6 angeordnet. In an alternative exemplary embodiment of the invention, not shown, the pressure sensors are arranged in each case directly or indirectly at the pressure measuring points 4, 6.
Wie insbesondere Figur 2 zu entnehmen ist, die eine Draufsicht der As can be seen in particular Figure 2, which is a plan view of
Druckmesssonde 1 aus Figur 1 zeigt, sind acht Totaldruckmessstellen 4 entlang der Sondenspitze 16 des Sondenkopfes 2 um jeweils 45° zueinander versetzt angeordnet. Die umlaufend beabstandet zueinander entlang der Sondenspitze 16 angeordneten Pressure measuring probe 1 shown in Figure 1, eight total pressure measuring points 4 along the probe tip 16 of the probe head 2 are arranged offset by 45 ° to each other. The circumferentially spaced apart along the probe tip 16 arranged
Druckmessstellen 4 ermöglichen eine 360°-Erfassung von Total druckwerten der Strömung bei unterschiedlicher Strömungsrichtung.  Pressure measuring points 4 allow a 360 ° detection of total pressure values of the flow at different flow direction.
Zur Bestimmung der statischen Druckwerte sind jeweils acht Statikdruckmessstellen 6 im Bereich der Oberseite 12 und der Unterseite 14 des Sondenkopfes 2 vorgesehen, die um jeweils 45° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Statikdruckmessstellen 6 münden jeweils zwischen den Totaldruckmessstellen 4 in die Sondenoberfläche 8, so dass ein Bohrungssystem ausgebildet ist, dass einen kompakten Sondenkopf 2 ermöglicht. Insgesamt wird aufgrund des diskusförmigen Sondenkopfes 2 und der Anordnung der Druckmessstellen 4, 6 eine Druckmesssonde 1 mit einem hervorragenden räumlichen Auflösungsvermögen erreicht, die selbst in hochgradig instationären Strömungsfeldern mit starken Gradienten sowie im Überschallbereich zuverlässige Messergebnisse liefert. Offenbart ist eine Druckmesssonde 1 zur Messung von Druckwerten einer To determine the static pressure values, eight static pressure measuring points 6 each are provided in the region of the upper side 12 and the underside 14 of the probe head 2, which are arranged offset by 45 ° to each other. The static pressure measuring points 6 each open between the total pressure measuring points 4 in the probe surface 8, so that a bore system is formed that allows a compact probe head 2. Overall, due to the disc-shaped probe head 2 and the arrangement of the pressure measuring points 4, 6 a pressure measuring probe 1 is achieved with an excellent spatial resolution, which provides reliable measurement results even in highly unsteady flow fields with strong gradients and supersonic. Disclosed is a pressure measuring probe 1 for measuring pressure values of a
Strömung, insbesondere einer Überschallströmung, mit zumindest einem Sondenkopf 2, der eine mit Druckmessstellen 4, 6 versehene Sondenoberfläche 8 aufweist und über mindestens einen Sondenschaft 10 in der Strömung positionierbar ist. Erfindungsgemäß begrenzt eine Oberseite 12 des Sondenkopfes 2 mit dessen Unterseite 14 eine keilförmige Sondenspitze 16, wobei Druckmessstellen 4 beabstandet zueinander entlang der umlaufenden Sondenspitze 16 angeordnet sind. Flow, in particular a supersonic flow, with at least one probe head 2, which has a provided with pressure measuring points 4, 6 probe surface 8 and is positionable via at least one probe shaft 10 in the flow. According to the invention, an upper side 12 of the probe head 2 with its lower side 14 defines a wedge-shaped one Probe tip 16, wherein pressure measuring points 4 spaced from each other along the rotating probe tip 16 are arranged.

Claims

Patentansprüche claims
1. Druckmesssonde zur Messung von Druckwerten einer Strömung, insbesondere einer Überschallströmung, mit zumindest einem Sondenkopf (2), der eine mit 1. Pressure measuring probe for measuring pressure values of a flow, in particular a supersonic flow, with at least one probe head (2) having a
Druckmessstellen (4, 6) versehene Sondenoberfläche (8) aufweist und über mindestens einen Sondenschaft (10) in der Strömung positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberseite (12) des Sondenkopfes (2) mit dessen Unterseite (14) eine keilförmige Sondenspitze (16) begrenzt, wobei Druckmessstellen (4) beabstandet zueinander entlang der umlaufenden Sondenspitze (16) angeordnet sind.  Characterized in that an upper side (12) of the probe head (2) with its underside (14) has a wedge-shaped probe tip (8) and can be positioned in the flow via at least one probe shaft (10). 16) are limited, wherein pressure measuring points (4) spaced from one another along the circumferential probe tip (16) are arranged.
2. Druckmesssonde nach Anspruch 1, wobei der Sondenkopf (2) 2. Pressure measuring probe according to claim 1, wherein the probe head (2).
rotationssymetrisch, vorzugsweise diskusförmig, ausgebildet ist. rotationally symmetrical, preferably discus-shaped, is formed.
3. Druckmesssonde nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberseite (12) des 3. Pressure measuring probe according to claim 1 or 2, wherein the upper side (12) of the
Sondenkopfes (2) einen Spitzenwinkel α im Bereich von etwa 10 bis 40°, vorzugsweise von etwa 20 bis 30°, mit dessen Unterseite (14) einschließt.  Probe head (2) a tip angle α in the range of about 10 to 40 °, preferably from about 20 to 30 °, with its underside (14) encloses.
4. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der 4. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein the
Sondenkopf (2) bezüglich einer sich durch die Sondenspitze (16) ersteckenden Probe head (2) with respect to a through the probe tip (16) ersteckenden
Spitzenebene symmetrisch ausgebildet ist.  Tip level is formed symmetrically.
5. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die 5. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein the
Druckmessstellen (4) im Bereich der Sondenspitze (16) als Totaldruckmesstellen vorgesehen sind. Pressure measuring points (4) in the region of the probe tip (16) are provided as Totaldruckmesstellen.
6. Druckmesssonde nach Anspruch 5, wobei zumindest acht Totaldruckmessstellen (4) im Bereich der Sondenspitze (16) des Sondenkopfes (2) angeordnet sind. 6. Pressure measuring probe according to claim 5, wherein at least eight total pressure measuring points (4) in the region of the probe tip (16) of the probe head (2) are arranged.
7. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 7. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein
Druckmessstellen als Statikdruckmessstellen (6) zur Bestimmung statischer Druckwerte im Bereich der Oberseite 12 und/oder der Unterseite 14 des Sondenkopfes (2) vorgesehen sind. Pressure measuring points as static pressure measuring points (6) for determining static pressure values in the region of the top 12 and / or the bottom 14 of the probe head (2) are provided.
8. Druckmesssonde nach Anspruch 7, wobei jeweils zumindest acht Statikdruckmessstellen (6) vorgesehen sind. 8. Pressure measuring probe according to claim 7, wherein in each case at least eight static pressure measuring points (6) are provided.
9. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Längsachse des Sondenschafts (10) etwa rechtwinklig zu einer Spitzenebene des 9. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein the longitudinal axis of the probe shaft (10) approximately at right angles to a tip plane of the
Sondenkopfes (2) erstreckt.  Probe head (2) extends.
10. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sondenschaft (10) etwa mittig im Bereich der Längsachse des Sondenkopfes (2) angreift. 10. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein the probe shaft (10) acts approximately centrally in the region of the longitudinal axis of the probe head (2).
11. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sondenschaft (10) eine Einschnürung (18) im Anschlussbereich an den Sondenkopf (2) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der Durchmesser des Sondenschafts (10) in Richtung des Sondenkopfs (2) verringert ist. 11. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein the probe shaft (10) has a constriction (18) in the connection region to the probe head (2) which is formed such that the diameter of the probe shaft (10) in the direction of the probe head (2). is reduced.
12. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 12. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein
Sondenkopf- und Sondenschaft (2; 10) die Druckmessstellen (4, 6) mit Druckaufhehmern (Drucksensoren) verbindende Druckmessleitungen (20) aufweisen. Probe head and probe shaft (2; 10) the pressure measuring points (4, 6) with Druckaufhehmern (pressure sensors) connecting pressure measuring lines (20).
13. Druckmesssonde nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, wobei den 13. Pressure measuring probe according to one of claims 1 to 1 1, wherein the
Druckmessstellen (4, 6) jeweils ein mittel- oder unmittelbar am Messort angeordneter Druckaufhehmer (22) zugeordnet ist.  Pressure measuring points (4, 6) in each case a medium or directly arranged at the measuring location Druckaufhehmer (22) is assigned.
14. Druckmesssonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Druckaufhehmer (22) pro Druckmessstelle (4, 6) vorgesehen ist. 14. Pressure measuring probe according to one of the preceding claims, wherein in each case one Druckaufhehmer (22) per pressure measuring point (4, 6) is provided.
EP10760228A 2009-08-18 2010-08-05 Pressure-measuring probe Withdrawn EP2467726A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009037957A DE102009037957A1 (en) 2009-08-18 2009-08-18 Pressure probe
PCT/DE2010/000928 WO2011020459A1 (en) 2009-08-18 2010-08-05 Pressure-measuring probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2467726A1 true EP2467726A1 (en) 2012-06-27

Family

ID=43245007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10760228A Withdrawn EP2467726A1 (en) 2009-08-18 2010-08-05 Pressure-measuring probe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120144931A1 (en)
EP (1) EP2467726A1 (en)
DE (1) DE102009037957A1 (en)
WO (1) WO2011020459A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401376B2 (en) * 2014-03-28 2019-09-03 Honeywell International Inc. Co-location of high-maintenance air data system components into one LRU
CN106840510A (en) * 2017-03-06 2017-06-13 北京航空航天大学 A kind of steady temperature force combination probe for measuring supersonic speed two-dimensional flow field
US10884015B2 (en) 2019-05-01 2021-01-05 Bell Textron Inc. Multidirectional airspeed detection system
CN112945560B (en) * 2021-02-04 2022-08-19 中国航发沈阳发动机研究所 Flow field parameter measuring device and method thereof
CN112924178B (en) * 2021-02-04 2022-11-22 中国航发沈阳发动机研究所 Flow field parameter acquisition system
CN113970400A (en) * 2021-10-22 2022-01-25 中国汽车工程研究院股份有限公司 Multi-precision and wide-range airflow deflection angle measuring device based on airfoil structure
CN114062710A (en) * 2021-11-18 2022-02-18 西安西热锅炉环保工程有限公司 3D flow velocity measuring probe and measuring method
CN115575080B (en) * 2022-12-09 2023-03-24 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 Method for accurately measuring internal resistance of high-speed wind tunnel ventilation model

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2789433A (en) * 1949-09-01 1957-04-23 Kollsman Instr Corp Pitot tube anemometer
US2876640A (en) * 1956-04-02 1959-03-10 North American Aviation Inc Pressure measuring device
DE2531177A1 (en) * 1975-07-11 1977-02-03 Otto Dipl Ing Hoffer Flow velocity measuring probe - is used for air flows and uses hot foil technique and combines accuracy with robustness
JPS57100352A (en) * 1980-12-15 1982-06-22 Mitsubishi Electric Corp Stationary type pitot tube
JPS5830673A (en) * 1981-08-18 1983-02-23 Natl Aerospace Lab Pyramidal trapesoid shaped 4-hole pitot tube type probe
DE3923753A1 (en) 1989-07-18 1991-01-31 Nord Micro Elektronik Feinmech PROBE AND METHOD FOR MEASURING THE RELATIVE SPEED OF A FLOWING MEDIUM
JP2913005B2 (en) * 1992-04-06 1999-06-28 科学技術庁航空宇宙技術研究所長 Flight velocity vector detection system using a truncated polygonal pitot tube probe and a truncated polygonal pitot tube probe
US5544526A (en) * 1994-06-30 1996-08-13 Avionics Specialties, Inc. Combined aircraft angle of attack and dynamic/static pressure sensor assembly
FR2793022B1 (en) * 1999-04-30 2001-07-13 Sextant Avionique FIXED MULTIFUNCTION PROBE FOR AIRCRAFT
DE10124530B8 (en) * 2001-05-19 2006-01-12 Eads Deutschland Gmbh Sensor structure for flow data measurement on a flow body
GB2379026A (en) * 2001-08-23 2003-02-26 L M Technical Services Ltd Pitot flow meters
US7338202B1 (en) * 2003-07-01 2008-03-04 Research Foundation Of The University Of Central Florida Ultra-high temperature micro-electro-mechanical systems (MEMS)-based sensors
US7389686B2 (en) * 2006-03-22 2008-06-24 Honeywell International Inc. Methods and systems for determining air data parameters
US7484418B1 (en) * 2007-11-06 2009-02-03 Kulite Semiconductor Products, Inc. Ultra miniature multi-hole probes having high frequency response
US8397565B1 (en) * 2011-04-15 2013-03-19 Florida Turbine Technologies, Inc. High response air angle probe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2011020459A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009037957A1 (en) 2011-02-24
WO2011020459A1 (en) 2011-02-24
US20120144931A1 (en) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2467726A1 (en) Pressure-measuring probe
DE2046192C3 (en) Device for measuring the flow velocity
DE3241564C2 (en)
DE2827104C2 (en) Probe for measuring pressure in an air flow
EP0409178B1 (en) Sensor and method for measuring the relative speed of an air or gasflow of transsonic or supersonic speed
EP1299194B1 (en) Spray gun
DE2449673A1 (en) DIRECT TOUCHING GAUGE FOR MEASURING MOVING WORKPIECES WITH AT LEAST ONE SENSOR
DE102008026456A1 (en) wellhead
DE2649358C3 (en) Device for recording the internal pressure or the pressure profile in a pipeline
DE69931790T2 (en) PRESSURE SENSOR
DE102006058437A1 (en) Force measuring bolt for measuring mechanical stresses
EP0236569B1 (en) Method and apparatus for the determination of the relative wind direction and/or the wind speed at a fixed or moving measuring point
EP0419798B1 (en) Volume flow measuring device for radial fan
EP3356061B1 (en) System comprising a stand of a rolling miill and a positioning device
DE1773682C3 (en) Device for determining a static fluid pressure
DE3922860A1 (en) MEASURING DEVICE FOR DETERMINING TORQUE
DE10134021A1 (en) Instability detecting device for turbo compressor, senses pressure difference between pressure discharge ports and detects compressor's operation within unstable operational range
EP0431345A2 (en) Probe for measuring pressure of a fluid flowing in a pipe
EP2706349B1 (en) Measurement cell and opacimeter with measuring cell
DE2356636A1 (en) INDOOR MEASURING DEVICE WITH MOVING ARMS AND DIRECTLY TOUCHING PROBES
DE2512985C3 (en) Device for measuring the speed and / or the density of a fluid flow
DD215171B1 (en) BOLTS FOR FLIP, PENDULUM AND FALLING WORKS
DE2645895C2 (en) Device for detecting the operation of axial fans in the breakaway area
DE102020117587A1 (en) Pressure transducer
DE1573783A1 (en) Device for determining the deflection of rotating machine parts made of electrically conductive material

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20120207

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MTU AERO ENGINES AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150303