
散熱率式風速儀是根據流體(tǐ)中受熱物體的散熱率與流體流速成比例的關係製成的,測定傳感器的散熱(rè)鋁即可(kě)得到流體的流速。這種(zhǒng)方法一般用於低(dī)流速的測量,測量下限一般為0.05m/s。
常用的散熱率法風速儀有:熱線風速儀和熱球風速儀等,統稱為熱風速儀。ISO 14644-3對熱風速儀(yí)的(de)技術要求入下表:
(1)熱線風速儀
被測氣流流過被電流加熱的金屬絲或金屬薄膜時(shí)會帶走其熱量(liàng),使金屬絲的溫度降低,而金屬絲溫度的降低(dī)程度,取決於流過金屬絲的氣流速度。因此(cǐ),事先設計、製作並(bìng)標定了金屬(shǔ)絲的溫(wēn)度隨氣流速度變化的規律,當(dāng)熱線風(fēng)速儀置於被測氣(qì)流中,就可(kě)在儀表(biǎo)上讀出氣流的速度。
熱線風速儀按其測量方法有:恒電流和(hé)恒溫度兩種。恒(héng)電流熱線風速儀的優(yōu)點是電路簡單,但其測速頭在變溫變阻狀態下工作,敏(mǐn)感元件易老(lǎo)化,穩定性差。恒溫度熱(rè)線(xiàn)風速儀則敏感元件(jiàn)穩定性好,熱(rè)慣性影響小,但製作工藝稍複雜。
上圖給出了(le)常見(jiàn)的恒電流型熱線風速儀的原理圖。恒(héng)電流(liú)型熱線(xiàn)風速儀的測速探頭是由加熱金屬鉑絲與測溫用銅-康銅分成兩(liǎng)個獨立的電路(lù),一個(gè)電路由加熱鉑絲、電池(chí)與調節電(diàn)流的可變電阻組(zǔ)成,用(yòng)來調節保持加熱電路中的電流恒定。另一(yī)個電路由同銅-康銅熱電偶與顯示儀表組成(chéng),熱電偶熱端固定在(zài)加熱鉑(bó)絲中(zhōng)間以測定其溫度。測試時風速越大,則散熱越多,熱絲溫度(dù)相應較低,因而電阻較大。由此,儀表顯示(shì)不同值。
(2)熱球(qiú)風(fēng)速儀
熱球風速儀也(yě)是基於散熱與風速有關的原理製成的,分測頭和指示儀(yí)表兩部分。測頭由電熱線圈(或電熱絲)和熱電偶組成。當電熱線圈通過額定電流時,它的溫度(dù)升高,加熱了玻璃球,因玻璃球體積很(hěn)小,球體的溫度可以認為與電熱線圈(quān)的溫度相同,通過電流時熱(rè)電偶便產生熱電勢,指示儀表則指示出相應的(de)熱電流的大(dà)小。玻璃(lí)球的溫度升降、熱電勢相應的大小與氣(qì)流速度有關,氣流速度大,球體散熱快(kuài),溫升(shēng)越小;反(fǎn)之,氣流速度(dù)小,球體散熱慢,溫升越大,熱電勢也就越大。按此(cǐ)原理,指(zhǐ)示儀表可(kě)直接顯示出風速(sù)。
熱球風速計具有對微風速感應靈敏、熱慣性小、反應(yīng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。因為熱球(qiú)體積小、對(duì)氣流的阻擋作用小,此外整個(gè)儀器體積小,攜(xié)帶方便(biàn)。
但測頭易損壞,且不易修複,測頭互換性也(yě)不(bú)好,因此,使用時需注意:
(1)禁止用(yòng)手觸摸測頭(tóu),防止與其它物體發生碰撞;
(2)儀表應在清潔、沒有腐蝕(shí)性的(de)環境中測量和(hé)保管。保管時要保持儀表幹燥,電池要取出;
(3)搬運時應(yīng)防止劇烈振動,以免損壞儀表。