專線風速儀的詳細介紹
其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲稱為“專線”。當流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論,可導出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系。
標準的專線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成,如圖2.1所示。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2 mm;*小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。根據不同的用途,專線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度,有時用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱為熱膜探頭,如圖2.2所示。 專線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在專門的標準風洞里進行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成標準曲線;動態校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗專線風速儀的頻率響應,若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈流體電磁閥。
專線風速儀的優點是:
(1)體積小,對流場干擾?。?/span>
(2)適用范圍廣。不僅可用于氣體也可用于液體,在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用;除了測量平均速度外,還可測量脈動值和湍流量;除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量。
(3)頻率響應高,可高達1 MH z。
(4)測量精度高,重復性好。
專線風速儀的缺點是:探頭對流場有一定干擾,專線容易斷裂。
專線風速儀的主要用途:
(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,原理與專線測速相似)。
(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。