描述:風(fēng)速儀性能 風(fēng)速風(fēng)向傳感器一體化
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風(fēng)速儀將流速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N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,流速信號即轉(zhuǎn)變成電信號。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,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)用更廣泛。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,用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號,經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī),可提高測量精度,自動完成數(shù)據(jù)后處理過程,擴(kuò)大測速功能,如同時完成瞬時值和時均值、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)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾??;響應(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)。
風(fēng)速儀的使用方法如下:
1、使用前觀察電表的指針是否指于零點(diǎn),如有偏移,可輕輕調(diào)整電表的機(jī)械調(diào)整螺絲,使指針回到零點(diǎn);
2、將校正開關(guān)置于斷的位置;
3、將測桿插頭插在插座上,測桿垂直向上放置,螺塞壓緊使探頭密封,“校正開關(guān)"置于滿度位置,慢慢調(diào)整“滿度調(diào)節(jié)"旋紐,使電表指針指在滿度位置;
4、將“校正開關(guān)"置于“零位",慢慢調(diào)整“粗調(diào)"、“細(xì)調(diào)"兩個旋紐,使電表指針指在零點(diǎn)的位置;
5、經(jīng)以上步驟后,輕輕拉動螺塞,使測桿探頭露出(長短可根據(jù)需要選擇),并使探頭上的紅點(diǎn)面對對著風(fēng)向,根據(jù)電表度讀數(shù),查閱校正曲線,即可查出被測風(fēng)速;
6、在測定若干分后(10min左右),必須重復(fù)以上3、4步驟一次,使儀表內(nèi)的電流得到標(biāo)準(zhǔn)化;
7、測畢,應(yīng)將“校正開關(guān)"置于斷的位置。
風(fēng)速儀主要用途:
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(yīng)力及兩點(diǎn)的速度相關(guān)性、時間相關(guān)性;
4、測量壁面切應(yīng)力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進(jìn)行的,原理與熱線測速相似);
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(jù)測得的探頭電阻就可確定溫度。
風(fēng)速儀的基本原理:
風(fēng)速儀其基本原理是將一根細(xì)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,因此將金屬絲風(fēng)速計(jì)稱為“熱線"。當(dāng)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(jù)強(qiáng)迫對流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2 ;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 。根據(jù)不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強(qiáng)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。熱線探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)是在專門的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的,測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成標(biāo)準(zhǔn)曲線;校準(zhǔn)是在已知的脈動流場中進(jìn)行的,或在風(fēng)速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗(yàn)熱線風(fēng)速儀的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善。
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