温度探针
阅读：646发布：2020-05-13
专利汇可以提供温度探针专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了用于确定气流中的 温度 的温度探针。探针包括探针主体(11)。温度 传感器 (50)设置为自由流温度传感器，用于测量气流的自由流温度，并且，温度传感器(60)设置为总温传感器，用于测量气流总温。确定气流中的温度的方法包括：测量自由气流中的流温度；提供静态气体体积，在该静态气体体积中流动气体的基本上全部的 动能 被回收，且转 化成 热能 ；以及测量静态气体体积中的总温。两个测量 信号 的组合一方面允许对表示比总 焓 的气流总温的准确确定，而同时允许对快速且瞬时的温度变化的检测。，下面是温度探针专利的具体信息内容。
1.一种用于确定气流中的温度的温度探针(1)，所述探针包括探针主体(11)和至少两个温度传感器(50、60)，其特征在于，温度传感器(50)设置为自由流温度传感器，用于测量所述气流的自由流温度，并且，温度传感器(60)设置为总温传感器，用于测量所述气流的总温。
2.根据前述权利要求所述的探针，其特征在于，所述自由流温度传感器(50)定位成远离所述探针主体。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于，所述探针主体(11)成形为用于提供流停滞区，所述流停滞区设置且配置成，将进流的基本上全部的动能转化成热能，其中，所述总温传感器(60)定位于所述停滞区中的气体体积中。
4.根据前述权利要求所述的探针，其特征在于，所述停滞区设置为在所述探针主体(11)中的停滞腔(40、45、46、47)，所述停滞腔设置为盲腔，并且，所述停滞腔以流接纳开口向所述探针主体的外部张开，所述流接纳开口设置于所述停滞腔的一端处，并且，盲端设置于所述停滞腔的相对端处。
5.根据前述权利要求所述的探针，其特征在于，所述停滞腔(40、45、46、47)设置有从所述流接纳开口至所述盲端的不变的横截面或逐渐变细的横截面之一。
6. 根据两个前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于， 标称流向被定义为与所述流接纳开口的横截面垂直，至少一个清理导管(42)设置于所述停滞腔(40)的侧面划界表面处，所述清理导管相对于所述标称流向而以至少45°的角度设置。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于，保护框架(20)围绕所述自由流温度传感器(50)设置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于，所述探针主体(11)设置为纵向主体，所述纵向主体包括附接区，且沿着主体轴线从所述附接区延伸至远端(15)。
9.根据前述权利要求所述的探针，其特征在于，所述自由流温度传感器(50)从所述探针主体的所述远端(15)伸出。
10.根据两个前述权利要求中的任一项所述的探针，其中，设置有停滞腔，其特征在于，所述停滞腔设置于所述探针主体的内侧，而流接纳开口设置于所述探针主体的侧面壁部中。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于，直纵向导管(24)从所述探针主体(11)的近端延伸至停滞腔(40、45、46、47)，其中，所述总温传感器(60)附接至传感器轴，所述传感器轴贯穿所述直纵向导管，其中，具体地，所述直纵向导管的横截面尺寸大于所述总温传感器的尺寸，并且，另一直纵向导管(23)从所述探针主体(11)的近端延伸至所述探针主体的所述远端(15)，其中，所述自由流温度传感器(50)附接至传感器轴，所述传感器轴贯穿所述另一直纵向导管，其中，具体地，所述另一直纵向导管的横截面尺寸大于所述自由流温度传感器的尺寸。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的探针，其特征在于，样品提取导管(22)从所述探针主体(11)的近侧和所述附接区的近处延伸，并且，设置成与其中放置所述探针的气流流体连通。
13.根据前述权利要求所述的探针，其特征在于，所述样品提取导管(22)与停滞腔流体连通。
14.一种确定气流中的温度的方法，所述方法包括：
测量自由气流中的流温度；
提供至少一个静态气体体积，在所述静态气体体积中所述流动气体的基本上全部的动能被回收，且转化成热能；以及
测量在所述静态气体体积中的总温。
15.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括排气导管，其特征在于，根据前述权利要求中的任一项所述的探针被设置且延伸至所述排气导管的内部中。
温度探针
技术领域
[0001] 本公开涉及一种根据权利要求1所述的温度探针。本公开还涉及一种燃气涡轮发动机，其包括设置于燃气涡轮发动机的排气扩压器中的所描述种类的至少一个温度探针。而且，公开了用于确定气流中的温度的方法。
[0002] 公开背景在许多技术应用中，要求测量流动流体的温度。然而，在测量气流温度时，所测量到的温度将取决于流速，因为气体焓的一部分作为动能被提供。取决于流速这可能导致关注流动气体的焓时的重大误差。
[0003] 例如，应用温度测量于燃气涡轮发动机的排气流中。从所测量到的排气流温度推导发动机工作循环的各种热力参数。列举一个实例，通常，从所测量到的排放气体温度和工作循环的压力比推导涡轮入口温度。例如，在EP 0 777 115中，公开了用于燃气涡轮发动机的排气导管中的温度测量的探针。显然，在这点上，关注排放气体的焓，并且，排气温度的测量旨在指示排放气体的比焓。容易意识到，流速越高，排放气体的比焓就越将被大量低估，所以，这导致从排放气体的比焓导出的任何热力参数的错误估计。
[0004] 由于流动气体的速度仅仅从温度测量导出的比焓与焓之间的差异与流速二次相关。因而，在低流速下，可以忽视误差，因为误差属于其他影响测量的被疏忽的参数的范围中。此外，从温度测量而导出的所推算或计算出的参数的准确度可能不会在预期的置信水平外被影响。可以说，在一个实例中，在低马赫数(例如，低于0.2)下，可以忽视所述压缩性效应。然而，在更高的流速或马赫数下，相应地，通过测量的温度表示气体比焓而作为结果的误差或作为结果的参数的错误推算将比例过大地增加。
[0005] 在对气流的停滞区中的气体温度的测量中，可以意识到补救措施。在停滞区中，该流的动压头转化成静压，该流的动能转化成热能，且进而，在上游流停滞区中测量的温度提供了比焓的准确指示。然而，由于按照定义，停滞区中的气体不被置换，或实际上以非常低的速率置换，仅在相当长的延迟时间的情况下可以分别检测气体温度或比焓的变化。某些应用(例如，对燃气涡轮发动机的控制和保护)不但可能要求表示气流的总焓的准确的总温测量，而且还可能要求快速测量，以便以较短的延迟时间来检测瞬时效应。
[0006] 本公开的主题的标明本公开的目标是，提供用于确定气流中的温度的温度探针和方法。在一个方面，公开了一种温度探针，其提供在从本领域得知的温度探针上的改进。在另一方面，温度探针应当允许确定总温，且进而，以改进的准确度且独立于流速而提供流动气体的比焓的指示。在再一方面，温度探针和方法应当允许对快速且瞬时的温度变化的检测。在更具体的方面，应当允许对总温的准确测量和对快速且瞬时的温度变化的检测。
[0007] 这通过权利要求1中所描述的主题而实现，且进一步通过如独立方法权利要求中所描述的方法而实现。
[0008] 在更详细地在下文中阐明的另外的方面，可能被认为是如下的情况：如此设置探针，以致于即使朝向探针的该流处于与设计不符的流向，也可以以高准确度确定总温，以致于在与设计不符的流条件的大范围内，且甚至在相当高的流马赫数下，该测量至少在很大程度上对与设计不符的流不敏感。
[0009] 在其他方面，实现探针的稳健性。
[0010] 鉴于在下文中提供的本公开，无论是否明确地提到，所公开的主题的另外的效果和优点都将变得显而易见。
[0011] 因此，公开了用于确定气流中的温度的温度探针，探针包括探针主体和至少两个温度传感器。至少一个温度传感器设置为自由流温度传感器，其对气流的自由流温度进行测量，并且，至少一个温度传感器设置为总温传感器，其对表示比焓的气流总温进行测量，或至少以高准确度(即，以由于动能而导致的最小误差)确定气体总温。注意到，人们发现，由于气体体积(在其中总温被测量)的残余速度而导致的确定总温时的残余误差可能是可忽略不计的。这是由于速度与相关的温度下降之间的二次相关。因而，高流速导致在实际测量的温度与总温之间的大的差异，表示气体的总比焓的后者导致了对总比焓的显著低估。所述的误差随着降低的流速而迅速地减小，并且，低残余速度将不会产生重大影响，且将容易地下降至分别远低于测量本身及相关的推算或计算的置信水平。例如，在考虑大致1 kJ/(kg K) = 1000 m2/(s2 K)下的空气的比热容、大致1200 m2/(s2 K)下的典型的燃气涡轮烟气(flue gas)的比热容时，10 m/s的流速将导致大约1/10 K的所测量的总温的误差，而100 m/s的流速将导致以大约8至10 K的低估，并且，在200 m/s的流速下，所确定的温度将取决于实际比热容而比总温更低大致30至40K。具体地，当考虑预期的测量准确度和对从测量到的温度推导的燃气涡轮发动机的热力循环参数的影响时，技术人员将能够容易地确定在用于确定总温的位置处的可接受的残余速度。
[0012] 传感器可以包括热电偶、热电阻或适合于预期的温度范围中的测量的任何其他传感器类型中的至少一个。在其他方面，传感器通常是提供与传感器所检测到的温度相关的电信号的传感器。在一个方面，可以如此选择温度传感器，以致于其测量范围涵盖燃气涡轮发动机的排放气体中所存在的典型的温度范围。技术人员将能够确定所要求的温度范围。
[0013] 而且，公开了确定气流中的温度的方法，该方法包括：测量自由气流中的流温度；提供至少一个静态气体体积，在该静态气体体积中流动气体的至少基本上全部的动能被回收且转化成热能；以及测量静态气体体积中的总温。列举一个实例，静态气体体积中的流速可以是20 m/s或更小。提供静态气体体积包括使气流减速，因而至少基本上将该流中的动能作为热能而回收，且因而将静态气体体积中的气体的温度提高至准确地表示气体的比焓的值。关于动能应当被回收到何种程度或静态气体体积中的可接受的残余流速，参考上文的考虑因素。理解到，具体地，同时地执行自由气流温度的测量和总温的测量。
[0014] 形成自由气流中和静态气体体积中的测量的两个测量信号的组合，一方面允许对表示比总焓的气流总温的准确确定，而同时允许对快速且瞬时的温度变化的检测。
[0015] 注意到，由总温传感器检测到的或静态气体体积中的温度相应地将仅具有对总温变化的延迟的响应。由于变化的流速的总温变化将立即被总温传感器检测到，因为，在回收的动压头中的变化将立即在静态气体体积中变得有效，这导致与该流的焓的运动部分的变化成比例的相关的温度变化。将由自由流传感器检测到在恒定的流速下的焓变化的一小部分。因而，允许了表示气流的总比焓的准确的温度测量，而同时检测到快速温度变化。
[0016] 在一个更具体的实例中，自由流温度传感器定位成远离探针主体。自由流温度传感器的距离和位置可以选择成，设置于探针主体的任何边界层的外侧和使该流的停滞变得有效的任何区的外侧。在设置于自由流中的情况下，在该流与自由流温度传感器之间的传热处于高水平。因而，自由流温度传感器实际上无任何延迟地对自由流的温度变化作出响应。理解到，自由流温度传感器可以选择得充分小，以便提供充分低的热惯量。
[0017] 根据另外的方面，探针主体可以成形为用于提供流停滞区，该流停滞区被设置且配置成将进流的至少基本上全部的动能转化成热能，其中，总温传感器定位于所述的停滞区中的气体体积中。因而，总温传感器所检测到的温度为表示气流的总比焓的总温。理解到，停滞区应当设置得充分大，并且，总温传感器应当设置于离对停滞区划界的任何壁部充分远的距离处，以避免总温传感器设置于由在探针主体中的导热引起的热边界层中。通常，将从提供气流的导管的外侧设置探针主体，且因而，探针将从导管内侧导热至外侧。探针主体可以进一步贯穿不同的气体温度的流区。虽然作为结果的导热可能较小，但探针主体仍然可能影响在停滞区中的气体的温度。因而，将意识到，如上文所标明地设置停滞区且放置总温探针将提高测量准确度。将进一步意识到，有利地提供一定的然而很小的气体质量流通过停滞区，从而来自气流的热对流抵消了至探针或自探针的可能有害的导热。而且，在通过停滞区提供气流中改进了总温传感器的反应时间。
[0018] 公开了探针的实施例，其中，在省略自由流温度传感器的同时，仅设置有至少一个流停滞区，在该流停滞区中设置有总温传感器。根据与在下文中标明的流停滞区的设置相关的任何更具体的特征，可以进一步设置至少一个流停滞区。如将在下文中所提供的描述中更显而易见的，在流导管中设置大量探针可以是可想到的且适当的，探针中的一些装备有自由流温度传感器，而其他的未装备自由流温度传感器且仅设置有设置于停滞区中的总温传感器。
[0019] 注意到，然而毫无疑问地，为了避免模糊测量，应当以在停滞区之间不存在流体连通的方式设置停滞区(这些停滞区设置于探针处的不同的位置处，以便允许总温的空间分辨测量)。
[0020] 在某些实施例中，停滞区可以设置为探针主体中的停滞腔。在这种情况下，停滞腔设置为盲腔，并且，以流接纳开口向探针主体的外部张开，流接纳开口设置于停滞腔的一端处，并且，盲端设置于停滞腔的相对端上。理解到，设计条件为，在气流的上游放置带有流接纳开口的停滞腔，且具体地，将流接纳开口以其横截面与气体的进流垂直的方式布置。因而，在某些实施例中，设置于主体上且为流接纳开口划界的边缘可以设置为圆形平滑边缘，以便于避免在设计条件附近的角入流范围中与设计不符的入流条件下容易的流分离，其中，力图维持流回收系数，其为在尽可能大的与设计不符的入流条件的范围上以处于或高于例如90%的恒定的高水平作为热能而被回收于过渡区中的动能的部分。列举一个非限制性的实例，该范围可以高达±40°。此外，在这点上，可以发现，如果在停滞腔的横截面尺寸大于例如停滞腔的深度的情况下就是有益的。因为，停滞腔设置于探针主体中，不需要设置易损的伸出元件，因而增强了探针的稳健性和可靠性。总温传感器以保护得很好的方式设置于停滞腔的内侧，这进一步降低探针的损伤风险。
[0021] 在再一方面，停滞腔可以设置有从流接纳开口至盲端的不变的横截面或逐渐变细的横截面之一。即，停滞腔不包括任何底切部，因而进一步增强动能到热能的回收，用于准确的总温测量。
[0022] 至少一个清理导管可以设置于停滞腔的侧面划界表面处，并且，与探针主体的外部流体连通。在标称设计流向被定义为与流接纳开口的横截面垂直的情况下，至少一个清理导管可以设置于停滞腔的侧面划界表面处，并且，相对于标称流向而以至少45°的角度设置。由于存在清理导管，由气流以一清理速率清理停滞腔。所有清理导管的累计的流横截面可能至多是流接纳开口的横截面的1/3。因而，由于作为结果的清理流的在停滞腔内的残余流速充分低，从而不对在停滞腔的内测量的的温度产生重大影响，该温度由于残余流速仅与总温可忽略不计地偏差例如1 K或更小。另一方面，由于停滞腔的内侧的气体体积持续地以进气置换，因而测量以合理地较低的响应时间对气体比总焓的实际变化作出反应。此外，新气体的恒定的入流导致恒定的对流的热流，因而补偿至或自探针主体的可能的传导热流。
[0023] 虽然自由流温度传感器设置于离探针主体的某一距离处，但保护框架可以围绕自由流温度传感器设置。这用来保护自由流温度传感器免受机械损伤，且进一步增强探针的稳健性和可靠性。毫无疑问，保护框架将如此设置，以便于例如，至少在探针的标称设计流向上和在与设计不符的流条件的显著的范围中，不影响围绕自由流温度传感器的自由气流。
[0024] 探针主体本身可以设置为纵向主体，纵向主体包括附接区，并且，沿着主体轴线从附接区延伸至远端。在附接区中，可以围绕探针主体设置凸缘。在更具体的实施例中，探针主体可以设置为圆柱形、椭圆形或在另外的情况下空气动力学地成形的横截面的纵向主体。理解到，探针旨在以其纵向或轴向范围横过主流向的方式放置于热气流中，其中，旨在探针造成尽可能小的流动阻力。
[0025] 在其中设置有总温传感器的大量停滞腔可以沿着探针主体的纵向范围分布，从而相应地允许横过该流向的气体的总温或比焓的空间分辨测量。例如，在燃气涡轮发动机的排气导管中的测量的应用中，首要关注在排气导管中的焓流。因而，可以发现，提供总温测量有益于例如用于允许比总焓的空间波动的表征，以便能够实现关于焓流的更准确的陈述。
[0026] 自由流温度传感器可以从探针主体的远端延伸。理解到，虽然可以设置大量总温传感器，但探针上的单个自由流温度传感器可能是完全足够的。自由流温度的测量可能在更大程度上是定性的测量，以便检测瞬时温度变化的发生，该瞬时温度变化可能未被总温测量捕捉到，却是以相应地由于停滞区中或者静态或准静态气体体积中的测量的延迟时间的方式。
[0027] 停滞腔可以设置于探针主体的内侧，流接纳开口设置于探针主体的侧面壁部中。
[0028] 在某些实施例中，直纵向导管从探针主体的近端延伸至停滞腔。总温传感器附接至传感器轴，传感器轴贯穿所述的直纵向导管，其中，具体地，直纵向导管的横截面尺寸大于总温传感器的尺寸。这可以应用于各总温传感器，并且，允许从导管(在该导管中插入有探针)的外侧置换总温传感器而不移除探针。
[0029] 同样地，直纵向导管可以从探针主体的近端延伸至探针主体的远端。自由流温度传感器附接至传感器轴，传感器轴贯穿直纵向导管，其中，具体地，直纵向导管的横截面尺寸大于自由流温度传感器的尺寸。这允许从导管(在该导管中插入有探针)的外侧置换自由流温度传感器而不移除探针。
[0030] 样品提取导管可以从探针主体的近侧和附接区的近处延伸，并且，与放置有探针的气流流体连通。通过所述样品提取导管可以从气流提取例如用于气体分析系统和更具体地用于排放监控系统的样品。样品提取导管可以设置成与停滞腔流体连通。因而，一方面，样品提取可以由停滞腔中的停滞压力支持，而另一方面，气体样品的提取可以支持对样品腔的清理。
[0031] 在本公开的另一方面，公开了燃气涡轮发动机。如上所述的至少一个探针设置于排气导管中，在具体的实施例中，设置于燃气涡轮发动机的排气扩压器中。可以规定，在不同的角位置处，大量探针径向延伸至排气导管中。在其中设置有总温传感器的探针的停滞腔布置于探针的上游侧，其中，上游表示相对于排气导管中的流向的上游。
[0032] 在实施例中，探针包括布置于排气导管中的不同的径向位置处的大量总温传感器。在其他实施例中，可以设置大量探针，以例如在排气导管的不同的角度和径向位置处设置总温传感器，例如以便于能够以总温测量涵盖排气导管的横截面。
[0033] 在导管中可以设置多个探针，所有的探针都装备有至少一个停滞腔和设置于其中的总温传感器，虽然全都如此，但在某些实施例中，仅一部分的探针可以装备有自由流温度传感器。这是由于如下的事实而导致的：例如，对于在燃气涡轮发动机中的热力学考虑因素，首要关注排气流的总焓，且因而关注总温。分布于排气导管的横截面上的总温的空间分辨测量允许确定平均总温，和因而确定平均总焓，且转而确定燃气涡轮热力过程的声音评价。与此相反，可以在定性的方面更关注自由流温度，以便确定仅仅瞬时事件的发生。因而，可能是如下的情况：可以发现，使探针的仅一部分装备自由流温度传感器是足够的。
[0034] 理解到，在上文中公开的特征和实施例可以彼此组合。将进一步意识到，在技术人员清楚可知且显而易见的本公开和要求保护的主题的范围内可想到其他的实施例。
[0035] 附图简述现在，借助于在附图中示出的所选择的示范性的实施例来更详细地解释本公开的主题。附图示出：
图1是温度测量探针的示范性的实施例；
图2是图1的探针的细节，其更详细地图示探针的远端区域；
图3是图2的细节的截面图；并且，
图4是温度探针的另一示范性的实施例，该温度探针是用于空间分辨总温测量的多传感器式探针。
图1是温度测量探针的示范性的实施例；
图2是图1的探针的细节，其更详细地图示探针的远端区域；
图3是图2的细节的截面图；并且，
图4是温度探针的另一示范性的实施例，该温度探针是用于空间分辨总温测量的多传感器式探针。
[0036] 理解到，附图高度地示意，并且，为了便于理解和描绘，出于指导的目的而不要求的细节可以省略。进一步理解到，附图仅示出所选择的说明性的实施例，并且，未示出的实施例仍然可以很好地在本文中所公开且/或要求保护的主题的范围内。
[0037] 参考数字列表1 探针
11 探针主体
12 凸缘
13 套筒
15 探针主体的远端、尖端
16 端子壳体
17 电缆出口
18 样品口
19 探针主体的远处上游面
20 保护框架
21 侧壁
22 样品提取导管
23 传感器导管
24 传感器导管
40 停滞腔
41 停滞腔的边缘
42 清理导管
45 停滞腔
46 停滞腔
47 停滞腔
50 自由流温度传感器
60 总温传感器。
11 探针主体
12 凸缘
13 套筒
15 探针主体的远端、尖端
16 端子壳体
17 电缆出口
18 样品口
19 探针主体的远处上游面
20 保护框架
21 侧壁
22 样品提取导管
23 传感器导管
24 传感器导管
40 停滞腔
41 停滞腔的边缘
42 清理导管
45 停滞腔
46 停滞腔
47 停滞腔
50 自由流温度传感器
60 总温传感器。
[0038] 实行本公开的教导的示范性的模式图1描绘如上所述的探针的示范性的实施例的全视图。探针1包括探针主体11。凸缘12设置于探针1的附接区中。设置凸缘12以便将探针1附接至导管的壁部。凸缘12设置于套筒
13上。探针主体11以远处部分从附接区延伸至探针主体的远端或尖端15。如将意识到且在下文中更详细地标明地，至少一个总温传感器和一个自由流温度传感器设置于探针的所述的远处部分处。在凸缘12或附接区的近处，相应地，探针主体延伸至近端，在该近端上设置有端子壳体16。端子壳体16为例如用于传递来自传感器的信号的电连接器提供壳体。电缆出口17设置于端子壳体16处，从而给合适的处理装置提供信号电缆。而且，样品口18设置于探针主体11的近处部分上，并且，与围绕探针主体11的远处部分设置的流体流体连通。因而，在探针的远处部分插入烟气导管中时，样品口18可以流体连接至烟气分析仪，并且，来自烟气导管的烟气可以被引导至烟气分析仪。
13上。探针主体11以远处部分从附接区延伸至探针主体的远端或尖端15。如将意识到且在下文中更详细地标明地，至少一个总温传感器和一个自由流温度传感器设置于探针的所述的远处部分处。在凸缘12或附接区的近处，相应地，探针主体延伸至近端，在该近端上设置有端子壳体16。端子壳体16为例如用于传递来自传感器的信号的电连接器提供壳体。电缆出口17设置于端子壳体16处，从而给合适的处理装置提供信号电缆。而且，样品口18设置于探针主体11的近处部分上，并且，与围绕探针主体11的远处部分设置的流体流体连通。因而，在探针的远处部分插入烟气导管中时，样品口18可以流体连接至烟气分析仪，并且，来自烟气导管的烟气可以被引导至烟气分析仪。
[0039] 在图2中，描绘探针主体11的远端区域15的更详细的视图。自由流温度传感器50设置于探针主体的远端处，并且由此延伸至自由流中。保护框架20设置为，保护伸出的自由流温度传感器50免受机械损伤。停滞腔40设置于探针主体11中。停滞腔40在探针主体11的侧面表面上设置有流接纳开口，并且，被边缘41划界。理解到，在如预期那样将探针插入流导管中时，探针的标称流向指向流接纳开口。换句话说，探针旨在插入流导管中，使得流接纳开口指向导管中的流的上游。具体地，标称设计流向旨在与流接纳开口垂直。可以在探针的近处部分上和/或在端子壳体上设置适当的标记，以指示停滞腔的取向，且允许从导管的外侧检查正确的定位。为流接纳开口划界的边缘41被倒棱，或被平滑地倒圆，以便于避免在边缘41处的流分离，且因而避免在与设计不符的流条件下停滞腔40的恶化的功能，并且，回收系数维持为高于例如0.9，回收系数被定义为，在实际入流方向与标称流向的一定的角偏差下由于停滞腔中的流减速而转化成热能的的小部分动能。列举一个实例，公开了一种探针，其中，对于在探针的横截面平面中与标称入流方向的高达±40°或甚至更大的偏差，维持0.9或更大的回收系数，其中，横截面表示与探针的纵向范围垂直的平面。在所示出的实施例中，这例如至少部分地被实现，因为，探针具有圆形横截面，且因而，接纳开口还延伸至探针的侧面表面。列举更具体的实例，在至少基本上椭圆-圆锥的入流域中，回收系数维持为处于或高于0.9，相应地，短椭圆轴线取向为与探针纵向范围平行，并且，长椭圆轴线取向为与纵向范围垂直，或位于探针的横截面平面上。在一个实例中，在长椭圆轴线的平面上，锥角可以为±40°或甚至更大，并且，在短椭圆轴线的平面上，锥角可以为±20°或更大。在另一实例中，回收系数可以在上述的角偏差范围内维持为处于或高于0.9，且维持为高达至少
0.6的马赫数。总温传感器60设置于停滞腔40的内侧。如果将气流以设计流向指引至探针上，则使气流在停滞腔40中至少基本上减速至停滞。该流的动压头转化成静压，并且，该流的动能转化成热能。因此，在停滞腔40中的温度升高至高于自由流温度，且升高至表示气体的比总焓的值。因此，总温传感器所传感的温度是假设在上文中简略地讨论过的回收系数充分接近于1的情况下表示了气流的比总焓的温度。清理导管42设置于停滞腔的侧壁中，并且，在停滞腔的侧壁21上向探针主体11的外部张开。通过清理导管42持续地以低速率清理停滞腔40，使得持续地以一定的新鲜气流置换在停滞腔40中所含有的气体。清理导管的通流横截面面积相应地明显小于流接纳开口或停滞腔的横截面面积。如在上文中稍详细地标明的，如果将清理流维持得足够低(这能够通过适当地对清理导管42进行尺寸选择和定位而实现)，则由于清理的作为结果的余速对停滞腔40中的气体的温度产生较弱和可忽视的定量影响。在上侧，利用来自导管的气体清理停滞腔40一方面用来避免对流温度的实际变化的测量响应的不合理的延迟，且此外，在停滞腔的内侧的气体与探针主体之间的导热被作为结果的来自停滞腔的外侧的对流传热抵消。样品提取导管22与停滞腔40流体连通，且进一步与结合图1而示出的样品口18流体连通。停滞腔40中的停滞压力可以通过样品提取导管22而支持样品提取，而通过样品提取导管22而提取样品则支持停滞腔40的清理。
0.6的马赫数。总温传感器60设置于停滞腔40的内侧。如果将气流以设计流向指引至探针上，则使气流在停滞腔40中至少基本上减速至停滞。该流的动压头转化成静压，并且，该流的动能转化成热能。因此，在停滞腔40中的温度升高至高于自由流温度，且升高至表示气体的比总焓的值。因此，总温传感器所传感的温度是假设在上文中简略地讨论过的回收系数充分接近于1的情况下表示了气流的比总焓的温度。清理导管42设置于停滞腔的侧壁中，并且，在停滞腔的侧壁21上向探针主体11的外部张开。通过清理导管42持续地以低速率清理停滞腔40，使得持续地以一定的新鲜气流置换在停滞腔40中所含有的气体。清理导管的通流横截面面积相应地明显小于流接纳开口或停滞腔的横截面面积。如在上文中稍详细地标明的，如果将清理流维持得足够低(这能够通过适当地对清理导管42进行尺寸选择和定位而实现)，则由于清理的作为结果的余速对停滞腔40中的气体的温度产生较弱和可忽视的定量影响。在上侧，利用来自导管的气体清理停滞腔40一方面用来避免对流温度的实际变化的测量响应的不合理的延迟，且此外，在停滞腔的内侧的气体与探针主体之间的导热被作为结果的来自停滞腔的外侧的对流传热抵消。样品提取导管22与停滞腔40流体连通，且进一步与结合图1而示出的样品口18流体连通。停滞腔40中的停滞压力可以通过样品提取导管22而支持样品提取，而通过样品提取导管22而提取样品则支持停滞腔40的清理。
[0040] 将意识到，以相当低的速率置换在停滞腔40中的流体，以致于仅可以以显著的延迟时间来检测气流温度的快速变化，这可能太慢而不能将其用作例如控制动作的输入。因而，自由流温度传感器50设置为从探针主体11的远端15伸出。主体的远处上游面19空气动力学地成形，例如用于避免由于在自由流温度传感器的位置处的流分离而导致的任何停滞或李氏效应。温度传感器50设置成充分地远离主体，以便于将测量位置放置于探针主体的任何热或流体动力边界层的外侧。理解到，保护框架20如此设置，以致于形成有小孔，在小孔中设置有自由流温度传感器50。小孔的自由横截面还至少基本上与设计流向垂直地指向，并且，保护框架20如此设置，以便于不影响自由流温度传感器50的测量。探针主体11的远端区域15的侧壁21成形成，例如使探针尖端厚度优化，从而使辐射效应最小化。
[0041] 图3示出探针主体11的远端15的截面图。传感器50和60设置于传感器轴上。传感器轴安置于传感器导管23、24中。传感器导管23、24直地延伸至探针主体的近端。因而，一将结合图1而示出的端子壳体16移除或打开，就能够通过简单的平移运动而将在上面设置有传感器50、60的轴插入或移除。因而，有可能在未将探针从导管移除的情况下(即，当探针主体的远处部分依然位于导管中时)，且在未拆卸探针主体的情况下，将传感器放在适当的位置、移除传感器或置换传感器。因而，可以容易地实行任何关于传感器的维护工作，并且，维护工作至多要求非常短暂的工厂停机时间。
[0042] 图4描绘探针1的另一实施例。多个(例如，三个)停滞腔45、46、47设置于探针主体11中，其中，总温传感器设置于每个停滞腔中。这允许沿着探针主体的远处部分的范围的气流总温的空间分辨测量。具体地，停滞腔45、46和47可以根据在上文中详细地标明的设计特性而设置。自由流温度传感器可以设置于探针主体的远端处，或并非如此设置。通常，多个探针可以设置于一导管中，所有的探针都装备有至少一个停滞腔和设置于其中的总温传感器，虽然全都如此，但在某些实施例中，仅一部分的探针可以装备有自由流温度传感器。这是由于如下的事实而导致的：例如，对于燃气涡轮发动机中的热力学考虑因素，首要地且定量地关注排气流的总焓和因而总温。分布于排气导管的横截面上的总温的空间分辨测量允许确定平均总温，且因而确定平均总焓，且进而确定燃气涡轮热力过程的声音评价。与此相反，更在定性的方面关注自由流温度，以便确定瞬时事件的发生。因而，可能是如下的情况：
可以发现，使探针的仅一部分装备自由流温度传感器是足够的。
可以发现，使探针的仅一部分装备自由流温度传感器是足够的。
[0043] 虽然借助于示范性的实施例已解释了本公开的主题，但理解到，这些实施例决不旨在限制要求保护的发明的范围。将意识到，权利要求涵盖未明确地示出或在本文中公开的实施例，并且，从实行本公开的教导的示范性的模式中所公开的实施例背离的实施例仍然将被权利要求涵盖。
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