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风速测量仪表--散热率式风速仪

发布时间:2020/2/4      点击次数:840

散热率式风速仪是根据流体中受热物体的散热率与流体流速成比例的关系制成的,测定传感器的散热铝即可得到流体的流速。这种方法一般用于低流速的测量,测量下限一般为0.05m/s。
常用的散热率法风速仪有:热线风速仪和热球风速仪等,统称为热风速仪。ISO 14644-3对热风速仪的技术要求入下表:

(1)热线风速仪
被测气流流过被电流加热的金属丝或金属薄膜时会带走其热量,使金属丝的温度降低,而金属丝温度的降低程度,取决于流过金属丝的气流速度。因此,事先设计、制作并标定了金属丝的温度随气流速度变化的规律,当热线风速仪置于被测气流中,就可在仪表上读出气流的速度。
热线风速仪按其测量方法有:恒电流和恒温度两种。恒电流热线风速仪的优点是电路简单,但其测速头在变温变阻状态下工作,敏感元件易老化,稳定性差。恒温度热线风速仪则敏感元件稳定性好,热惯性影响小,但制作工艺稍复杂。

上图给出了常见的恒电流型热线风速仪的原理图。恒电流型热线风速仪的测速探头是由加热金属铂丝与测温用铜-康铜分成两个独立的电路,一个电路由加热铂丝、电池与调节电流的可变电阻组成,用来调节保持加热电路中的电流恒定。另一个电路由同铜-康铜热电偶与显示仪表组成,热电偶热端固定在加热铂丝中间以测定其温度。测试时风速越大,则散热越多,热丝温度相应较低,因而电阻较大。由此,仪表显示不同值。
(2)热球风速仪
热球风速仪也是基于散热与风速有关的原理制成的,分测头和指示仪表两部分。测头由电热线圈(或电热丝)和热电偶组成。当电热线圈通过额定电流时,它的温度升高,加热了玻璃球,因玻璃球体积很小,球体的温度可以认为与电热线圈的温度相同,通过电流时热电偶便产生热电势,指示仪表则指示出相应的热电流的大小。玻璃球的温度升降、热电势相应的大小与气流速度有关,气流速度大,球体散热快,温升越小;反之,气流速度小,球体散热慢,温升越大,热电势也就越大。按此原理,指示仪表可直接显示出风速。
热球风速计具有对微风速感应灵敏、热惯性小、反应快、灵敏度高的特点。因为热球体积小、对气流的阻挡作用小,此外整个仪器体积小,携带方便。
但测头易损坏,且不易修复,测头互换性也不好,因此,使用时需注意:
(1)禁止用手触摸测头,防止与其它物体发生碰撞;
(2)仪表应在清洁、没有腐蚀性的环境中测量和保管。保管时要保持仪表干燥,电池要取出;
(3)搬运时应防止剧烈振动,以免损坏仪表。

 


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