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。
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