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专线风速仪的原理

日期:2019-11-14 01:08
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摘要:
 
      专线风速仪,发明于20世纪20年代。专线风速仪基本原理是将一根细的金属丝放在流体中,通电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,因此将金属丝称为“专线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时,将带走金属丝的一部分热量,使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论,可导出专线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式(D3.4.4a)
     上式称为金(L.V.King,1914)公式,R、I分别为专线的电阻和流过的电流强度,ΔT为专线与流体的温度差,A、B为与流体和专线有关的物理常数。考虑到专线材料的电阻温度特性,(D3.4.4a)式可化为(D3.4.4b)
上式中U为专线的输出电压,A’,B’为与专线的电阻温度系数有关的物理常数,由实验确定。这样通过测量专线两端的电压,即可确定流速。
     标准的专线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成,金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm,长为2 mm;*小的探头直径仅1μm,长为0.2 mm。根据不同的用途,专线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度,有时用金属膜代替金属丝,通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜,称为热膜探头,专线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的,测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线;动态校准是在已知的脉动流场中进行的,或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号,校验专线风速仪的频率响应,若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。




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