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風(fēng)速測(cè)量?jī)x表--散熱率式風(fēng)速儀

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散熱率式風(fēng)速儀是根據(jù)流體中受熱物體的散熱率與流體流速成比例的關(guān)系制成的,測(cè)定傳感器的散熱鋁即可得到流體的流速。這種方法一般用于低流速的測(cè)量,測(cè)量下限一般為0.05m/s。
常用的散熱率法風(fēng)速儀有:熱線風(fēng)速儀和熱球風(fēng)速儀等,統(tǒng)稱為熱風(fēng)速儀。ISO 14644-3對(duì)熱風(fēng)速儀的技術(shù)要求入下表:

(1)熱線風(fēng)速儀
被測(cè)氣流流過被電流加熱的金屬絲或金屬薄膜時(shí)會(huì)帶走其熱量,使金屬絲的溫度降低,而金屬絲溫度的降低程度,取決于流過金屬絲的氣流速度。因此,事先設(shè)計(jì)、制作并標(biāo)定了金屬絲的溫度隨氣流速度變化的規(guī)律,當(dāng)熱線風(fēng)速儀置于被測(cè)氣流中,就可在儀表上讀出氣流的速度。
熱線風(fēng)速儀按其測(cè)量方法有:恒電流和恒溫度兩種。恒電流熱線風(fēng)速儀的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,但其測(cè)速頭在變溫變阻狀態(tài)下工作,敏感元件易老化,穩(wěn)定性差。恒溫度熱線風(fēng)速儀則敏感元件穩(wěn)定性好,熱慣性影響小,但制作工藝稍復(fù)雜。

上圖給出了常見的恒電流型熱線風(fēng)速儀的原理圖。恒電流型熱線風(fēng)速儀的測(cè)速探頭是由加熱金屬鉑絲與測(cè)溫用銅-康銅分成兩個(gè)獨(dú)立的電路,一個(gè)電路由加熱鉑絲、電池與調(diào)節(jié)電流的可變電阻組成,用來調(diào)節(jié)保持加熱電路中的電流恒定。另一個(gè)電路由同銅-康銅熱電偶與顯示儀表組成,熱電偶熱端固定在加熱鉑絲中間以測(cè)定其溫度。測(cè)試時(shí)風(fēng)速越大,則散熱越多,熱絲溫度相應(yīng)較低,因而電阻較大。由此,儀表顯示不同值。
(2)熱球風(fēng)速儀
熱球風(fēng)速儀也是基于散熱與風(fēng)速有關(guān)的原理制成的,分測(cè)頭和指示儀表兩部分。測(cè)頭由電熱線圈(或電熱絲)和熱電偶組成。當(dāng)電熱線圈通過額定電流時(shí),它的溫度升高,加熱了玻璃球,因玻璃球體積很小,球體的溫度可以認(rèn)為與電熱線圈的溫度相同,通過電流時(shí)熱電偶便產(chǎn)生熱電勢(shì),指示儀表則指示出相應(yīng)的熱電流的大小。玻璃球的溫度升降、熱電勢(shì)相應(yīng)的大小與氣流速度有關(guān),氣流速度大,球體散熱快,溫升越小;反之,氣流速度小,球體散熱慢,溫升越大,熱電勢(shì)也就越大。按此原理,指示儀表可直接顯示出風(fēng)速。
熱球風(fēng)速計(jì)具有對(duì)微風(fēng)速感應(yīng)靈敏、熱慣性小、反應(yīng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。因?yàn)闊崆蝮w積小、對(duì)氣流的阻擋作用小,此外整個(gè)儀器體積小,攜帶方便。
但測(cè)頭易損壞,且不易修復(fù),測(cè)頭互換性也不好,因此,使用時(shí)需注意:
(1)禁止用手觸摸測(cè)頭,防止與其它物體發(fā)生碰撞;
(2)儀表應(yīng)在清潔、沒有腐蝕性的環(huán)境中測(cè)量和保管。保管時(shí)要保持儀表干燥,電池要取出;
(3)搬運(yùn)時(shí)應(yīng)防止劇烈振動(dòng),以免損壞儀表。

 

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