航空发动机热电偶传感器稳态测温偏差分析

孙昊博; 毛晓奇; 朱传龙

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210417

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航空发动机热电偶传感器稳态测温偏差分析

自动控制 | 更新时间：2025-03-14

- 航空发动机热电偶传感器稳态测温偏差分析
- Analysis of steady⁃state temperature measurement deviation of thermocouple sensors on aeroengine
- 航空动力学报 2022年37卷第9期页码：2009-2016
- 作者机构：
  
  中国航发沈阳发动机研究所，沈阳 110015
- 作者简介：
  
  孙昊博（1993-），男，工程师，硕士，主要从事航空发动机控制系统研究。
- 基金信息：
  
  国家科技重大专项（2017⁃Ⅴ⁃0015⁃0067）
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210417
  中图分类号：
- 稿件说明：
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孙昊博, 毛晓奇, 朱传龙. 航空发动机热电偶传感器稳态测温偏差分析[J]. 航空动力学报, 2022,37(9):2009-2016.

Haobo SUN, Xiaoqi MAO, Chuanlong ZHU. Analysis of steady⁃state temperature measurement deviation of thermocouple sensors on aeroengine[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(9): 2009-2016.
孙昊博, 毛晓奇, 朱传龙. 航空发动机热电偶传感器稳态测温偏差分析[J]. 航空动力学报, 2022,37(9):2009-2016. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210417.

Haobo SUN, Xiaoqi MAO, Chuanlong ZHU. Analysis of steady⁃state temperature measurement deviation of thermocouple sensors on aeroengine[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(9): 2009-2016. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210417.

摘要

为了满足航空发动机上高温、高压、高来流马赫数的恶劣工作环境下的使用需求，对某型航空发动机上选用的低压涡轮后热电偶传感器开展热风洞校准试验及测温准确性分析

明确热电偶传感器测温偏差的影响因素，并通过一种基于表面传热系数推导公式的测温偏差修正方法对校准结果进行计算验证，结果表明，计算方法合理可行，计算结果与测量结果一致性良好，在全部试验点偏差量均小于0.6%。针对现有校准设备无法完全模拟航空发动机真实工况的问题，对校准结果进行修正计算，修正计算结果与真实气流温度偏差在0.7%以内，传感器的稳态测温偏差能够满足在该型航空发动机上的使用需求。

Abstract

In order to meet the application requirements of the aeroengines under harsh working environment of high temperature，high pressure and high incoming Mach number，the hot wind tunnel calibration and temperature measurement accuracy analysis were carried out for the low⁃pressure turbine rear thermocouple sensor selected for an aeroengine，and the influencing factors of temperature measurement deviation of the thermocouple sensors were identified.A temperature measurement deviation correction method based on the derivation formula of convective heat transfer coefficient was used to validate the calibration results.The results showed that the modified method was reasonable and feasible，and the calculation results were in good agreement with the measurement results，the deviation was less than 0.6% in all test sites.Considering the problem that the hot wind tunnel cannot fully simulate the real operating conditions of aeroengines，the modified method was used to correct the calibration results，the deviation between the correction results and the real air temperature was less than 0.7%，so the low⁃pressure turbine rear thermocouple sensors can meet the application requirements of this type of aeroengine.

关键词

Keywords

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梁中明，陈刚，徐阳 . 发动机涡轮出口温度测量方法研究 [J]. 仪器仪表学报， 2008 ， 29 （ 4 ）： 75 ⁃ 77 .

LIANG Zhongming , CHEN Gang , XU Yang . Research on measurement method of the aeroengine turbine outlet temperature [J]. Chinese Journal of Scientific Instrument , 2008 , 29 （ 4 ）: 75 ⁃ 77 . （in Chinese）

ALEXANDER V M , ALIREZA R B . A review of exhaust gas temperature sensing techniques for modern turbine engine controls [R]. Cleveland，US : 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference , 2014 .

GEORGE E G , RAYMOND H , LLOYD N K . Recovery and radiation corrections and time constants of several sizes of shielded and unshielded thermocouple probes for measuring gas temperature [R]. Cleveland,US : Lewis Research Center,NASA Technical Paper 1099 ， 1978 .

PANIAGU G , DENOS R , OROPESA M . Thermocouple probes for accurate temperature measurements in short duration facilities [R]. ASME Paper GT⁃2002⁃30043 , 2002 .

赵俭 . 高温气流温度测量与校准技术 [J]. 计测技术 , 2018 , 38 （ 6 ）: 42 ⁃ 47 .

ZHAO Jian . High gas temperature measurement and calibration technology [J]. Metrology and Measurement Technology , 2018 , 38 （ 6 ）: 42 ⁃ 47 . （in Chinese）

杨伟平，张伟昊，邹正平，等 . 屏蔽式总温热电偶的稳态误差分析及改型设计 [J]. 航空动力学报 , 2018 , 33 （ 11 ）: 2784 ⁃ 2795 .

YANG Weiping , ZHANG Weihao , ZOU Zhengping , et al . Steady state error estimation and modification of a shielded thermocouple [J]. Journal of Aerospace Power , 2018 , 33 （ 11 ）: 2784 ⁃ 2795 . （in Chinese）

MELISSA K C , ARVIND A . Transient measurements of temperature and radiation intensity in spherical microgravity diffusion flames [R]. AIAA⁃2006⁃746 , 2006 .

NICHOLAS J V , WHITE D R . Traceable temperatures:an introduction to temperature measurement and calibration [M]. Hoboken,US : John Wiley and Sons , 2001 : 21 ⁃ 24 .

杨灿，吴伟力，熊义彬，等 . 航空发动机燃烧室出口高温热电偶校准技术 [J]. 航空动力学报 , 2016 , 31 （ 4 ）: 769 ⁃ 774 .

YANG Can , WU Weili , XIONG Yibin , et al . Calibration technology of high⁃temperature thermocouple for combustor exit of an aero⁃engine [J]. Journal of Aerospace Power , 2016 , 31 （ 4 ）: 769 ⁃ 774 . （in Chinese）

徐顺生，时章明，杨刚，等 . 基于传热原理的热电偶测温误差模型及应用 [J]. 传感器与微系统， 2006 ， 25 （ 5 ）: 15 ⁃ 18 .

XU Shunsheng , SHI Zhangming , YANG Gang , et al . Error model and application of temperature measure about thermocouple based on heat transfer principle [J]. Transducer and Microsystem Technologies , 2006 , 25 （ 5 ）: 15 ⁃ 18 . （in Chinese）

陈璞，刘乃安 . 火旋风模拟实验中热电偶测温辐射误差修正方法研究 [J]. 火灾科学， 2009 ， 18 （ 2 ）: 51 ⁃ 58 .

CHEN Pu , LIU Naian . Radiation error correction methods for thermocouple measurement in fire whirl experiment [J]. Fire Safety Science , 2009 , 18 （ 2 ）: 51 ⁃ 58 . （in Chinese）

BROHEZ S , DELVOSALLE C , MARLAIR G . A two⁃thermocouples probe for radiation corrections of measured temperatures in compartment fires [J]. Fire Safety Journal , 2004 , 39 （ 5 ）: 399 ⁃ 411 .

赵俭，杨永军 . 气流温度测量技术 [M]. 北京：中国质检出版社， 2017 .

赵时安，廖理，陈勇 . 1 700 ℃热校准风洞 [J]. 航空计测技术， 2000 ， 20 （ 4 ）: 3 ⁃ 6 .

ZHAO Shian , LIAO Li , CHEN Yong . 1 700 ℃ hot wind tunnel for thermal calibration [J]. Aviation Metrology and Measurement Technology , 2000 , 20 （ 4 ）: 3 ⁃ 6 . （in Chinese）

赵俭，荆卓寅，李亚晋 . 高温气流温度传感器测温偏差关键影响因素分析 [J]. 航空发动机 , 2017 ， 43 （ 3 ）： 78 ⁃ 82 .

ZHAO Jian , JING Zhuoyin , LI Yajin . Analysis of key influencing factors on temperature measuring deviation of high temperature gas sensors [J]. Aeroengine , 2017 , 43 （ 3 ）: 78 ⁃ 82 . （in Chinese）

张中亭 . 双屏蔽抽气式热电偶 [J]. 航空发动机 , 1994 （ 2 ）: 50 ‑ 53 .

ZHANG Zhongting . Two⁃shielded aspirated thermal couple [J]. Aeroengine , 1994 （ 2 ）： 50 ⁃ 53 . （in Chinese）

TREVOR M M , ROBERT R , R.BGREGG , et al . Prediction and experimental measurement of total temperature in an afterburning turbojet exhaust [R]. AIAA‑2012‑811 , 2012 .

赵时安 . 温度传感器辐射修正校准的准确性研究 [J]. 计测技术， 2006 ， 26 （ 5 ）: 44 ⁃ 46 .

ZHAO Shian . Research on the accuracy of the temperature sensor's radiation correction calibration [J]. Metrology and Measurement Technology , 2006 , 26 （ 5 ）: 44 ⁃ 46 . （in Chinese）

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