热线风速仪的原理以及优点和缺点
热线风速仪的原理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“热线”。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,可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系。
标准的热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;最小的探头直径仅1μm,长为0.2 mm。根据不同的用途,热线探头还做成双丝、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,如图2.2所示。热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,校验热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。
热线风速仪的优点是:
(1)体积小,对流场干扰小;
(2)适用范围广。不仅可用于气体也可用于液体,在气体的亚声速、跨声速和超声速流动中均可使用;除了测量平均速度外,还可测量脉动值和湍流量;除了测量单方向运动外还可同时测量多个方向的速度分量。
(3)频率响应高,可高达1 MH z。
(4)测量精度高,重复性好。
热线风速仪的缺点是:探头对流场有一定干扰,热线轻易断裂。
热线风速仪的主要用途:
(1)测量平均流动的速度和方向。
(2)测量来流的脉动速度及其频谱。
(3)测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。
(4)测量壁面切应力(通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的,原理与热线测速相似)。
(5)测量流体温度(事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线,然后根据测得的探头电阻就可确定温度。除此以外还开发出许多专业用途。
目前市场上主要销售和使用的是日本加野的热线风速仪
公司重点推荐仪器: | ||||
雷达测速仪 | 涂层测厚仪 | 粗糙度仪 | 硬度计 | 激光测距仪 |
电子天平 | 噪音计 | 照度计 | 风速计 | 温湿度计 |
超声波测厚仪 | 紫外线灯 | 频闪仪 | 测振仪 | 红外热像仪 |
直流稳压电源 | 安规测试仪 | 转速表 | 示波器 | LCR测试仪 |
信号发生器 | 万用表 | 兆欧表 | 相序表 | 耐压测试仪 |
酸度计 | 电导率仪 | 推拉力计 | 浊度仪 | 卤素检漏仪 |
接地电阻测试仪 | 红外测温仪 | 钳形表 | 溶氧仪 | 电火花检测仪 |
公司重点推荐仪器厂家品牌: | ||||
日本万用 | 美国雷泰 | 美国蒙拿多 | 时代集团 | 意大利哈纳仪器 |
日本理音 | 美国泰克 | 美国GE | 美国FLIR | 德国菲希尔 |
日本共立 | 美国Dakota | 台湾泰仕 | 瑞士徕卡 | 德国尼克斯 |
日本日置 | 美国斯德克 | 台湾群特 | 德国KK | 梅特勒-托利多 |
日本新宝 | 美国福禄克 | 台湾固纬 | 美国路阳 | 美国奥豪斯OHAUS |
日本加野麦克斯 | 美国安捷伦 | 台湾先弛 | 香港CEM | 德国赛多利斯 |
德国德图 | 美国英思科 | 台湾一诺 | 台湾衡欣 | 常州同惠 |