熱式風(fēng)速計(jì)原理
發(fā)布時(shí)間：2020-06-04瀏覽次數(shù)：2270返回列表
熱式風(fēng)速儀
將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)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(xì)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(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線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。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時(shí)，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(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用廣泛。
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(fēng)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(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測量度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)大測速功能，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)的測量。熱線風(fēng)速儀[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾?。豁憫?yīng)快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達(dá)0.3米／秒)等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí)，來自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測量結(jié)果的性。在湍流中測量時(shí)，熱敏式風(fēng)速儀流速傳感器的示值往往高于轉(zhuǎn)輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計(jì)，甚至在低速時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測量點(diǎn)前10×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點(diǎn)至少在測量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等）。
將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)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(xì)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(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線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。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時(shí)，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(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用廣泛。
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(fēng)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(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測量度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)大測速功能，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)的測量。熱線風(fēng)速儀[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾?。豁憫?yīng)快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達(dá)0.3米／秒)等優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí)，來自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測量結(jié)果的性。在湍流中測量時(shí)，熱敏式風(fēng)速儀流速傳感器的示值往往高于轉(zhuǎn)輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計(jì)，甚至在低速時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測量點(diǎn)前10×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點(diǎn)至少在測量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等）。
