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散(sàn)熱率式風速儀是根(gēn)據(jù)流體(tǐ)中受熱物(wù)體的散熱率與(yǔ)流體流(liú)速成比例(lì)的關係製成的(dí),測(cè)定(dìng)傳感器的(dí)散熱鋁即(jí)可得(dé)到流體的流(liú)速(sù)。這(zhè)種(zhǒng)方(fāng)法一(yī)般(bān)用於低(dī)流(liú)速(sù)的(dí)測量,測(cè)量下限一般為(wéi)0.05m/s。
常(cháng)用的散(sàn)熱率(shuài)法風速儀有(yǒu):熱(rè)綫(xiàn)風(fēng)速儀和熱(rè)球(qiú)風速(sù)儀(yí)等,統(tǒng)稱(chēng)為熱(rè)風速(sù)儀。ISO 14644-3對熱風(fēng)速(sù)儀(yí)的技術(shù)要求入下表:
(1)熱(rè)綫風速儀
被測(cè)氣流(liú)流(liú)過(guò)被(bèi)電流加熱的(dí)金(jīn)屬(shǔ)絲或金(jīn)屬薄(báo)膜時(shí)會帶走其熱量(liáng),使(shǐ)金屬(shǔ)絲的(dí)溫(wēn)度降(jiàng)低,而(ér)金屬(shǔ)絲溫度的(dí)降低(dī)程(chéng)度(dù),取決(jué)於流過金(jīn)屬(shǔ)絲(sī)的(dí)氣(qì)流(liú)速(sù)度。因此(cǐ),事(shì)先(xiān)設(shè)計,製作並標(biāo)定(dìng)了金(jīn)屬絲(sī)的溫度隨(suí)氣(qì)流速(sù)度(dù)變化的(dí)規律(lǜ),當熱(rè)綫風速儀置於(yú)被(bèi)測氣(qì)流(liú)中,就可(kě)在儀表(biǎo)上讀(dú)出氣流(liú)的(dí)速(sù)度(dù)。
熱綫風速(sù)儀(yí)按其(qí)測(cè)量方法(fǎ)有(yǒu):恒電流和(hé)恒(héng)溫度(dù)兩(liǎng)種(zhǒng)。恒電(diàn)流(liú)熱綫(xiàn)風速儀(yí)的優(yōu)點是(shì)電路簡單,但其(qí)測速(sù)頭(tóu)在(zài)變(biàn)溫(wēn)變(biàn)阻(zǔ)狀(zhuàng)態下(xià)工作,敏感元件(jiàn)易老化,穩定性差。恒溫度熱(rè)綫(xiàn)風速儀則敏感元(yuán)件(jiàn)穩定性好(hǎo),熱慣性(xìng)影(yǐng)響小,但製(zhì)作工藝(yì)稍復雜。
上圖給(gěi)出了(liǎo)常見的(dí)恒電(diàn)流型(xíng)熱(rè)綫風(fēng)速儀的原理圖(tú)。恒(héng)電(diàn)流(liú)型熱(rè)綫(xiàn)風速儀的測(cè)速探頭是(shì)由加熱金(jīn)屬鉑(bó)絲(sī)與(yǔ)測(cè)溫用銅-康銅(tóng)分(fēn)成兩個(gè)獨立(lì)的電路,一個電路由(yóu)加(jiā)熱(rè)鉑(bó)絲,電池與調節電(diàn)流(liú)的(dí)可變電(diàn)阻組成,用(yòng)來調節保(bǎo)持加(jiā)熱電路(lù)中的(dí)電流(liú)恒定(dìng)。另一(yī)個(gè)電路(lù)由同(tóng)銅-康(kāng)銅熱電(diàn)偶(ǒu)與顯示(shì)儀(yí)表組成(chéng),熱(rè)電(diàn)偶(ǒu)熱端固(gù)定在加熱(rè)鉑絲(sī)中間以(yǐ)測定其溫(wēn)度。測試(shì)時風速越大,則(zé)散熱(rè)越(yuè)多,熱(rè)絲溫(wēn)度相應(yīng)較低,因而電阻較大。由此,儀(yí)表顯(xiǎn)示(shì)不(bù)同值(zhí)。
(2)熱球風(fēng)速(sù)儀
熱球(qiú)風(fēng)速儀(yí)也是(shì)基於散(sàn)熱(rè)與風速有關(guān)的原理(lǐ)製(zhì)成的,分(fēn)測(cè)頭和(hé)指示(shì)儀(yí)表兩(liǎng)部(bù)分。測(cè)頭(tóu)由電熱(rè)綫圈(quān)(或(huò)電熱絲)和(hé)熱電偶組成。當電熱(rè)綫圈(quān)通(tōng)過額定電(diàn)流時,它(tā)的溫度(dù)升(shēng)高,加(jiā)熱了玻璃(lí)球,因玻(bō)璃球體(tǐ)積很(hěn)小(xiǎo),球(qiú)體的溫(wēn)度可以(yǐ)認為與電熱綫圈(quān)的溫度相同,通(tōng)過電流時熱電(diàn)偶(ǒu)便(biàn)產生熱電勢,指示(shì)儀(yí)表(biǎo)則(zé)指示出(chū)相應(yīng)的熱電流的大(dà)小。玻(bō)璃球(qiú)的(dí)溫度(dù)升(shēng)降(jiàng),熱電(diàn)勢相(xiāng)應的大小(xiǎo)與氣(qì)流速度有關,氣(qì)流速度(dù)大,球體(tǐ)散熱快,溫升(shēng)越小;反之,氣流(liú)速(sù)度小(xiǎo),球(qiú)體散熱慢,溫升越(yuè)大(dà),熱(rè)電勢(shì)也(yě)就越(yuè)大(dà)。按此(cǐ)原理,指(zhǐ)示儀表可直(zhí)接顯(xiǎn)示出風速(sù)。
熱球風(fēng)速計(jì)具有對微風(fēng)速(sù)感應(yīng)靈(líng)敏,熱(rè)慣性小,反應快,靈敏度高(gāo)的(dí)特點(diǎn)。因為熱球體(tǐ)積小(xiǎo),對(duì)氣(qì)流的(dí)阻(zǔ)擋作用(yòng)小(xiǎo),此(cǐ)外(wài)整個儀(yí)器(qì)體積小(xiǎo),攜(xié)帶(dài)方(fāng)便。
但測(cè)頭易損(sǔn)壞(huài),且(qiě)不易(yì)修復(fù),測(cè)頭(tóu)互(hù)換性也不(bù)好(hǎo),因(yīn)此(cǐ),使用時(shí)需注意(yì):
(1)禁止用手觸摸(mō)測(cè)頭,防止與其它物體(tǐ)發生(shēng)碰撞(zhuàng);
(2)儀表(biǎo)應在(zài)清潔(jié),沒有腐蝕(shí)性的(dí)環境中測量和保管。保管(guǎn)時要(yào)保持(chí)儀表(biǎo)幹燥(zào),電(diàn)池要(yào)取出;
(3)搬(bān)運(yùn)時應防止(zhǐ)劇(jù)烈振動,以(yǐ)免損壞儀表。