热线风速仪的多方面分析介绍

2015-02-20 11:45:59 admin

热线风速仪的多方面分析介绍

热线风速仪（热球式风速仪）是流速计的一种，它的作用原理是将感测元件——根通以电流而被加热的细金属丝置于通道中，当气体流过它时则将带走一定的热量，此热量与流体的速度有关。其流速的确定，常用的有两种方法：一是定电流法，即加热金属丝的电流不变，气体带走一部分热量后金属丝的温度就降低，流速愈大温度降低得就愈多；测得金属丝的温度则可得知流速的大小。另一种是定电阻法（即定温度法），改变加热的电流使气体带走的热量得以补充，而使金属丝的温度保持不变（也称金属丝的电阻值不变）；这时流速愈大则所需加热的电流也愈大，测得加热电流值则可得知流速的大小。

热线风速仪原理：
　　将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。它有两种工作模式：①恒流式。通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速；②恒温式。热线的温度保持不变，如保持150℃，根据所需施加的电流可度量流速。恒温式比恒流式应用更广泛。
热线风速仪热线特点：
　　热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。若以一片很薄（厚度小于0.1微米）的金属膜代替金属丝，即为热膜风速仪，功能与热丝相似，但多用于测量液体流速。热线除普通的单线式外，还可以是组合的双线式或三线式，用以测量各个方向的速度分量。从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能，如同时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。热线风速仪与皮托管相比，具有探头体积小，对流场干扰小；响应快，能测量非定常流速；能测量很低速（如低达0.3米／秒）等优点。
• 热线风速仪用途
o 热线风速仪的主要用途有以下几点：
1.测量平均流动的速度和方向。
2.测量来流的脉动速度及其频谱。
3.测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。
4.测量壁面切应力（通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的，原理与热线测速相似）。
5.测量流体温度（事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线，然后根据测得的探头电阻就可确定温度。除此以外还开发出许多专业用途。