熱線式風(fēng)速儀是將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器,也可測(cè)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)。
一、它有兩種工作模式:
①恒流式。通過(guò)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(cè)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)用更廣泛。
二、熱線特點(diǎn)
熱線長(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。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(cè)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(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。熱線風(fēng)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對(duì)流場(chǎng)干擾小;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)。
三、原理
流速計(jì)的一種,它的作用原理是將感測(cè)元件——一根通以電流而被加熱的細(xì)金屬絲置于通道中,當(dāng)氣體流過(guò)它時(shí)則將帶走一定的熱量,此熱量與流體的速度有關(guān)。
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(cè)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(bǔ)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(shí)流速愈大則所需加熱的電流也愈大,測(cè)得加熱電流值則可得知流速的大小。