熱線風速儀
熱線風速儀(HotwireAnemometer,簡稱HWA),發明於20世紀20年代。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,使其溫度高於流體的溫度,因此將金屬絲稱為“熱線”。dangliutiyanchuizhifangxiangliuguojinshusishi,jiangdaizoujinshusideyibufenreliang,shijinshusiwenduxiajiang。genjuqiangpoduiliurejiaohuanlilun,kedaochurexiansanshidereliangQ與流體的速度v之間存在關係式(D3.4.4a)
上式稱為金(L.V.King,1914)公式,R、I分別為熱線的電阻和流過的電流強度,ΔT為熱線與流體的溫度差,A、B為與流體和熱線有關的物理常數。考慮到熱線材料的電阻溫度特性,(D3.4.4a)式可化為(D3.4.4b)
上式中U為熱線的輸出電壓,A’,B’為與熱線的電阻溫度係數有關的物理常數,由實驗確定。這樣通過測量熱線兩端的電壓,即可確定流速。
標準的熱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、延展性好的金屬製成。常用的絲直徑為5μm,長為2mm;最小的探頭直徑僅1μm,長為0.2mm。根據不同的用途,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。熱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裏進行的,測量流速與輸出電壓之間的關係並畫成標準曲線;動(dong)態(tai)校(xiao)準(zhun)是(shi)在(zai)已(yi)知(zhi)的(de)脈(mai)動(dong)流(liu)場(chang)中(zhong)進(jin)行(xing)的(de),或(huo)在(zai)風(feng)速(su)儀(yi)加(jia)熱(re)電(dian)路(lu)中(zhong)加(jia)上(shang)一(yi)脈(mai)動(dong)電(dian)信(xin)號(hao),校(xiao)驗(yan)熱(re)線(xian)風(feng)速(su)儀(yi)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying),若(ruo)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)不(bu)佳(jia)可(ke)用(yong)相(xiang)應(ying)的(de)補(bu)償(chang)線(xian)路(lu)加(jia)以(yi)改(gai)善(shan)。
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