基本介紹
- 中文名：熱線風速表
- 外文名：hot-wire anemometer
- 用途：測量風速
- 發明年代：20世紀20年代
定義,工作原理,工作模式,熱線特點,優缺點,主要用途,
定義
工作原理
熱線風速表將一金屬絲通電進行加熱，若氣流經過金屬絲，則會吸收部分熱量，使其表面溫度降低，金屬絲表面溫度降低的快慢與風速成一定的關係，因此，通過降溫速率就可算出氣流的流速，這就是熱線式風速儀的設計原理。
工作模式
熱線風速表有兩種工作模式：①恆流式。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時，熱線電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測量流速；②恆溫式。熱線的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恆溫式比恆流式套用更廣泛。
熱線特點
熱線長度一般在0.5～2毫米範圍，直徑在1～10微米範圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小於0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風速儀，功能與熱絲相似，但多用於測量液體流速。熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號，經放大、補償和數位化後輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據後處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。熱線風速儀與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾小；回響快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米/秒)等優點。
優缺點
熱線風速表的優點是：
(1)體積小，對流場干擾小；
(2)適用範圍廣。不僅可用於氣體也可用於液體，在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用；除了測量平均速度外，還可測量脈動值和湍流量；除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量。
(3)頻率回響高，可高達1 MH z。
(4)測量精度高，重複性好。
熱線風速表的缺點是：探頭對流場有一定干擾，熱線容易斷裂。
主要用途
熱線風速表的主要用途：
(1)測量平均流動的速度和方向。
(2)測量來流的脈動速度及其頻譜。
(3)測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性。
(4)測量壁面切應力(通常是採用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的，原理與熱線測速相似)。
(5)測量流體溫度(事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然後根據測得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開發出許多專業用途。
