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技術(shù)文章

熱線風(fēng)速計(jì)原理介紹和使用

點(diǎn)擊次數(shù):2505 發(fā)布時(shí)間:2014-2-27

 

風(fēng)速計(jì)原理介紹和使用 風(fēng)速 計(jì) 的原理 風(fēng)速計(jì) 將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器, 風(fēng)速計(jì) 也可測(cè)量流體溫度或密度。 風(fēng)速計(jì) 其原理是,將一根通電加熱

  

風(fēng)速計(jì)原理介紹和使用

 

這里介紹風(fēng)速計(jì)的介紹和應(yīng)用;風(fēng)速計(jì)的原理
風(fēng)速計(jì)將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器,風(fēng)速計(jì)也可測(cè)量流體溫度或密度。風(fēng)速計(jì)其原理是,將一根通電加熱的細(xì)金屬絲(稱)置于氣流中,在氣流中的散熱量與流速有關(guān),而散熱量導(dǎo)致溫度變化而引起電阻變化,流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。它有兩種工作模式:
①恒流式。通過(guò)的電流保持不變,溫度變化時(shí),電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測(cè)量流速;②恒溫式。的溫度保持不變,如保持150℃,根據(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛。長(zhǎng)度一般在0.5~2毫米范圍,直徑在1~10微米范圍,材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲,即為熱膜風(fēng)速儀,功能與熱絲相似,但多用于測(cè)量液體流速。除普通的單線式外,還可以是組合的雙線式或三線式,用以測(cè)量各個(gè)方向的速度分量。從輸出的電信號(hào),經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī),可提高測(cè)量精度,自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程,擴(kuò)大測(cè)速功能,如同時(shí)完成瞬時(shí)值和時(shí)均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測(cè)量。風(fēng)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對(duì)流場(chǎng)干擾??;響應(yīng)快,能測(cè)量非定常流速;能測(cè)量很低速(如低達(dá)0.3米/秒)等優(yōu)點(diǎn)。
風(fēng)速計(jì)介紹
風(fēng)速計(jì)(Hot wire Anemometer,簡(jiǎn)稱HWA),發(fā)明于20世紀(jì)20年代。風(fēng)速計(jì)基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲稱為“”。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論,可導(dǎo)出散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式(D3.4.4a)
上式稱為金(L.V.King,1914)公式,R、I分別為的電阻和流過(guò)的電流強(qiáng)度,ΔT為與流體的溫度差,A、B為與流體和有關(guān)的物理常數(shù)??紤]到材料的電阻溫度特性,(D3.4.4a)式可化為(D3.4.4b)
上式中U為的輸出電壓,A’,B’為與的電阻溫度系數(shù)有關(guān)的物理常數(shù),由實(shí)驗(yàn)確定。這樣通過(guò)測(cè)量?jī)啥说碾妷?,即可確定流速。
標(biāo)準(zhǔn)的探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成,如圖2.1所示。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長(zhǎng)為2 mm;zui小的探頭直徑僅1μm,長(zhǎng)為0.2 mm。根據(jù)不同的用途,探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強(qiáng)度,有時(shí)用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱為熱膜探頭,如圖2.2所示。 探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)是在專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的,測(cè)量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫(huà)成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中進(jìn)行的,或在風(fēng)速儀加熱電路中加上一脈動(dòng)電信號(hào),校驗(yàn)風(fēng)速計(jì)的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善。

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