熱線風速儀的多方面分析介紹

2015-02-20 11:45:59 admin

熱線風速儀的多方面分析介紹

熱線風速儀（熱球式風速儀）是流速計的一種，它的作用原理是將感測元件——根通以電流而被加熱的細金屬絲置于通道中，當氣體流過它時則將帶走一定的熱量，此熱量與流體的速度有關。其流速的確定，常用的有兩種方法：一是定電流法，即加熱金屬絲的電流不變，氣體帶走一部分熱量后金屬絲的溫度就降低，流速愈大溫度降低得就愈多；測得金屬絲的溫度則可得知流速的大小。另一種是定電阻法（即定溫度法），改變加熱的電流使氣體帶走的熱量得以補充，而使金屬絲的溫度保持不變（也稱金屬絲的電阻值不變）；這時流速愈大則所需加熱的電流也愈大，測得加熱電流值則可得知流速的大小。

熱線風速儀原理：
　　將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器，也可測量流體溫度或密度。其原理是，將一根通電加熱的細金屬絲（稱熱線）置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關，而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號。它有兩種工作模式：①恒流式。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時，熱線電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測量流速；②恒溫式。熱線的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。
熱線風速儀熱線特點：
　　熱線長度一般在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，即為熱膜風速儀，功能與熱絲相似，但多用于測量液體流速。熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號，經放大、補償和數字化后輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據后處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。熱線風速儀與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾小；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米／秒）等優點。
• 熱線風速儀用途
o 熱線風速儀的主要用途有以下幾點：
1.測量平均流動的速度和方向。
2.測量來流的脈動速度及其頻譜。
3.測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性。
4.測量壁面切應力（通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的，原理與熱線測速相似）。
5.測量流體溫度（事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開發出許多專業用途。