一般热线风速仪有两种工作模式
（1）xx流式
通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。
利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定数值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，仪表指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。
（2）恒温式
热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。
恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。上述过程是瞬时发生的，所以速度的增加就好像是电桥输出电压的增加，而速度的降低也等于是电桥输出电压的降低。
三、电路工作原理
现以恒温式热线风速仪为例来说明它的工作原理（如图1）。把探头接在风速仪电路中电桥的一臂，探头的电阻记为R
p,其他三臂的电阻分别为R
1，R
2和R
b。其中R
1=R
2，R
b为一可调的十进制精密电阻。
此时，要求热线探头的电阻温度系数很高，而相反的却要求R
1，R
2和R
b的电阻温度系数很小。
图1- 1热线风速仪电路原理图
在电桥AC两端加上电压E，当电桥平衡时，BD间无电位差，此时，没有信号输出。当探头没有加热时，探头的电阻值R
f叫做冷电阻，各个探头有其不同的冷电阻值。测试时，把一个未知电阻值的探头接入桥路中，调节R
b使电桥平衡，这时十进位电阻器R
b上的数值就是冷电阻的数值，即为R
f。按照所选定的过热比调节R
b，使它的数值高出R
f，一般推荐值为
1.5R
f。这是，仪器中的电路能自动回零反馈，使I
w增加，从而使热线探头的温度升高、电阻增大，一直达到R
w=R
b为止，这时热线上的温度已升高到θ
w，θ
w高于流体介质的温度θ
f。
由于气流流过探头带走了热量，因而热线温度θ
f降低，流速越大，探头热损失就越大。系统为了维持热线温度不变，即电阻值不变，流经热线探头的电流I
w就将自动增大，因而电压E增大，这样，就可建立起电压E与流速υ
∞之间的关系。
三种风速仪及其原理
三种风速测量仪及其工作原理 1.热式风速仪 将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。它有两种工作模式：①恒流式。通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速；②恒温式。热线的温度保持不变，如保持150℃，根据所需施加的电流可度量流速。恒温式比恒流式应用更广泛。 热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金属膜代替金属丝，即为热膜风速仪，功能与热丝相似，但多用于测量液体流速。热线除普通的单线式外，还可以是组合的双线式或三线式，用以测量各个方向的速度分量。从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能，如同时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。热线风速仪[1]与皮托管相比，具有探头体积小，对流场干扰小；响应快，能测量非定常流速；能测量很低速（如低达0.3米／秒)等优点。 当在湍流中使用热敏式探头时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。以上现象可以在管道测量过程中观察到。根据管理管道紊流的不同设计，甚至在低速时也会出现。因此，风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面不得有任何遮挡（棱角，重悬，物等）。 2.叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。风速仪的大口径探头（60mm,100mm）适合于测量中、小流速的紊流（如在管道出口）。风速计的小口径探头更适于测量管道横截面积大于探头横截面积100倍以上的气流。 3.皮托管风速仪 18世纪为法国物理学家H.皮托发明。最简单的皮托管有一根端部带有小孔的金属细管为导压管，正对流束方向测出流体的总压力；另在金属细管前面附近的主管道壁上再引出一根导压管，测得静压力。差压计与两导压管相连，测出的压力即为动压力。根据伯努利定理，动压力与流速的平方成正比。因此用皮托管可测出流体的流速。在结构上进行改进后即成为组合式皮托管，即皮托-静压管。它是一根弯成直角的双层管。外套管与内套管之间封口，在外套管周围有若干小孔。测量时，将此套管插入被测管道中间。内套管的管口正对流束方向，外套管周围小孔的孔口恰与流束方向垂直，这时测出内外套管的压差即可计算出流体在该点的流速。皮托管常用以测量管道和风洞中流体的速度，也可测量河流速度。如果按规定
热线风速仪测试系统完善及应用_周春平
162002.№3 热线风速仪测试系统完善及应用 周春平1,梁彬2 (1.哈尔滨哈电实业开发总公司,黑龙江哈尔滨150040; 2.哈尔滨大电机研究所,黑龙江哈尔滨150040) [摘要]本文介绍了热线风速仪测试系统的构成和工作原理,以及在汽轮发电机动态通风模型上的应用。利用 这个风速测量系统,可使我们对发电机内流场有更进一步的认识。 [关键词]热线风速仪;测试系统;风速测量 [中图分类号]TM306[文献标识码]B[文章编号]1000-3983(2002)03-0016-03 Im p lementation and A pp lication of Testin g S y stem for Hot_line Wind S p eedometer ZHOU Chun_ping1,LI ANG B in2 (1.Hadian Develo p ment Cor p oration of Harbin,Harbin150040,China; 2.Harbin Institute of Lar g e Electric Machiner y,Harbin150040,China) Abstract:T his paper introduces the str ucture and working principle of testing system for hot_line wind speedometer,as well as its application on the dynamic ventilation m odel of turbogenerator with this system,we can g et further knowled g e of the flow field inside g enerator. Ke y words:hot_line wind s p eedom eter;testin g s y stem;wind s p eed m easurement 1前言 为了进行电机通风的研究,从丹麦购进了先进的风速测试系统DENTE C高速热线风速仪。由于经费等原因,购买时只购进了该风速测试系统的主机、两个测试通道及标定设备,而控制、数据采集和处理部分的软、硬件均没有购进。当时计划以后根据实际应用要求,在国内配套完善。 为研制汽轮发电机动态通风模型,决定完善热线风速系统并研究把此系统用于通风模型的方法,从而把此系统作为汽轮发电机动态通风模型的测试系统的组成部分。 该项目的完成,不仅可以充分发挥该仪器的作用,而且可以使我们的风速测试手段上一个新台阶。用这套系统进行风速测量,不仅可以测量平均风速,而且还可以测量瞬时风速,并能描述风速场风速变化的动态情况。 该项目的技术难度在于对主机的控制和数据采集的相协调一致。另外,原系统设计时是每个采集通道对应一个热线探头,探头与通道之间的参数是一一对应关系。而此次研究的是用一个通道对应多个探头,这就必须解决当探头切换后,如何使通道的参数与探头相适应。 2热线风速仪测试系统的构成 为适应汽轮发电机动态通风模型的测试要求,本检测系统是在利用DENTEC高速热线风速仪基础上,配置上微机控制、数据采集处理部分和探头位置坐标控制部分构成一套完整的风速参数的检测系统。该系统分为硬件和软件两大部分。 2.1风速测量系统硬件部分 (1)DENTE C高速热线风速仪工作原理 DE NTEC高速热线风速仪的工作原理是利用热电阻传感器的热损失来测量流速。测量时将传感器置于待测流体内,被流体冷却。这种对流损失的热量取决于许多参数,如被测量介质的温度、压力和速度。如果介质的速度发生变化,就可以利用传感器的瞬时热损失来度量流场的瞬时速度。 恒温流速计主要由一个惠斯通电桥和一个伺服放大器组成(见图1)。当电桥平衡时,伺服放大器的两个输入端没有电压差。作用在探测器上的流速发生变化时,就会影响传感器的温度,使它升温或降温。由此造成的电阻变化,可使伺服放大器的两个输入端产生电压差。伺服放大器的输出电压按一定的相位关系加到 热线风速仪测试系统完善及应用
一般热线风速仪有两种工作模式
（1）xx流式 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。 利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定数值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，仪表指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。 （2）恒温式 热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。 恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。上述过程是瞬时发生的，所以速度的增加就好像是电桥输出电压的增加，而速度的降低也等于是电桥输出电压的降低。 三、电路工作原理 现以恒温式热线风速仪为例来说明它的工作原理（如图1）。把探头接在风速仪电路中电桥的一臂，探头的电阻记为R p,其他三臂的电阻分别为R 1，R 2和R
b。其中R 1=R 2，R b为一可调的十进制精密电阻。 此时，要求热线探头的电阻温度系数很高，而相反的却要求R 1，R 2和R b的电阻温度系数很小。 图1- 1热线风速仪电路原理图 在电桥AC两端加上电压E，当电桥平衡时，BD间无电位差，此时，没有信号输出。当探头没有加热时，探头的电阻值R f叫做冷电阻，各个探头有其不同的冷电阻值。测试时，把一个未知电阻值的探头接入桥路中，调节R b使电桥平衡，这时十进位电阻器R b上的数值就是冷电阻的数值，即为R f。按照所选定的过热比调节R b，使它的数值高出R f，一般推荐值为 1.5R f。这是，仪器中的电路能自动回零反馈，使I w增加，从而使热线探头的温度升高、电阻增大，一直达到R
极低风速下热线测量的方向特性
第16卷 第2期2001年6月 实 验 力 学 JOU RNAL O F EXPER I M EN TAL M ECHAN I CS V o l.16 N o.2 Jun.2001 文章编号:100124888(2001)022******* 极低风速下热线测量的方向特性Ξ 姚仁太,郝宏伟 (中国辐射防护研究院,太原030006) 摘要:在风速为6～30m s的范围内,许多研究表明可近似认为热线探针的偏角因子K1和倾角因子K2不随风速变化,倾角Η对K1及偏角Υ对K2也近似认为没有影响,一般采用K1≈0.2,K2≈1.02.然而在极低风速下,特别是1m s以下,由于热线的传热机理发生变化,所以K1和K2也出现了显著的变化.本文对单丝探针和双丝探针方向特性进行了探讨性的研究,实验表明,风速小于3m s时,K1和K2随速度发生变化,且Η对K1以及Υ对K2都有影响.当取Υ和Η为90°时,K1和K2在整个角度范围内计算速度的误差较小. 关键词:方向特性;热线探针;极低风速 中图分类号:V211.71 文献标识码:A 1 引言 环境风洞中气流的主要特点是低风速、高湍流度.对于高湍流度气流和不规则速度分布流场,当利用热线风速仪进行测量时,由于热线感应的有效冷却速度不仅取决于速度而且还敏感于气流与热线所形成的角度,因此必须考虑热线的方向特性,才能获得正确的结果.一方面可以对测量信号进行修正,另一方面也可以精确地判定方向.一般而言,有效冷却速度与几个因子有关,如偏角因子和倾角因子,它们的值有典型的依赖关系. 在这方面最先由Cham p agne等(1967)[1]提出切向冷却速度修正的重要性,特别是Jo r2 gen sen(1971)[2]作了更进一步的详细的研究,之后又有许多研究者做过类似实验和讨论.比较新的论述是Chew和H a(1988)[3],他们仔细研究了对有效冷却速度影响的偏角因子和倾角因子.但上述这些研究所讨论的速度都不在环境风洞中的极低风速范围内.这里我们将讨论,在0.5m s到10m s风速范围内,DAND EC55P11型未镀金单丝探针和DAND EC55P51型镀金双丝探针在不同偏角和倾角下的测量实验. Ξ收稿日期:2000207225;修订日期:2001205225 作者简介:姚仁太(1963-),男,博士.中国辐射防护研究院副研究员.主要从事污染物迁移与扩散的物理模拟和测量技术(包括流动可视化及P I V测量技术)实验研究,以及数值模拟研究.
风速仪工作原理
2012-01-25 16:19 风速仪_热线风速仪测量原理简介 0引言 到目前为止，人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器，比如有早期的比托管和风速仪，后来的热线热膜风速仪(HWA)，以及近期出现的激光流速计((LDV)等等。比托管的结构简单，使用方便，坚实可靠，价格低廉，但是其测速的范围比较窄，一般用来测量旺盛湍流的平均流速，所以测量的速度一般比较高，而且其仅能测量二维流场，不能敏感反向流动，不能测量湍流流动的流场分布。热线风速仪能够实现连续测量，信噪比好，而且能够分离和测量三维流场，测量的范围比较大，而且能够非常准确地测量微风速，其灵敏度非常高。鉴于热线风速仪的这些优点，现在被广泛地应用与各种领域，比如测量模拟风洞的速度场，换热管肋片周围的速度场，内燃机的流动特性等。 1热线风速仪的基本工作原理 1.1基本原理 热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术，己经有近一百年的历史，它为流体速度的测量作出了巨大的贡献，并且在20世纪60年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速仪和恒温风速仪。由于恒温风速仪热滞后效应很小，频率响应很宽，反应快速，而恒流风速仪则不具备上述特点，因此，恒温风速仪的出现成为热线技术进一步发展的重要标志。热线风速仪器测量速度的基本原理是热平衡原理，利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速，风速的变化会使金属丝的温度产生变化，从而产生电信号而获得风速。 根据热平衡原理，当风速仪中的热线置于介质(流场)中并通以电流时，热线中产生的热量应与之耗散的热量相等。换言之，在风速仪热线没有其他形式的热交换条件下，加热电流在热线中产生的热量应等于热线与周围介质的热交换。根据King公式，我们可以近似的得到换热表面的努谢尔数与雷诺数之间的关系，也就是说，只要知道换热系数，就可以得到通过风速仪热线处流速的大小和方向。 King公式可以表示为: Nu=A+BRe0.5 (1) 其中一一努谢尔数
热线式风速计(实时记录功能)
热线式风速计（带实时记录器） ?实时数据记录器按年、月、日、小时、分钟和秒进行记录——多达16,000条记录 ?热线技术用于高精度、低速空气测量 ?提供RS232串行接口和软件 ?电池供电仪表附带硬质手提箱，便于携带 ?纤细伸缩探头，是格栅和扩散器的理想之选 ?大屏的LCD具有多个显示区，可调整亮度 ?可调整采样时间、调零和数据保持功能 ?接受J或K型热电偶 HHF2005HW热线式风速计带有实时数据记录器，具有多种功能和RS232计算机接口，适合环境试验、风扇/电机/送风机平衡、气流输送机、洁净室和层流罩等应用。HHF2005HW与其他热线式风速计的不同之处在于它包含一个实时数据记录器，最多可存储16,000条记录。HHF2005HW测量风速和气温，并具有一个可接受J或K型热电偶的输入探头插座，可用作高精度温度计。通过将面积输入仪表并测量风速，HHF2005HW甚至可确定空气流通量。集成的热线和标准热敏电阻提供快速而准确的读数——即使在低风速下。为了提高便利性，HHF2005HW由电池供电，具有自动关机和低电量警告功能。附带硬质手提箱，携带更加方便。 ? 有关NIST校准的订购信息，参阅下一页的脚注。 规格: 显示单位: m/s、km/h、mile/h、knot、 ft/min、CMM、CFM、°C、°F 工作温度: 0 ～50°C (32 ～122°F) 最大湿度:低于80%相对湿度，无冷凝 采样时间: 2秒～8小时59分59秒 电源: 4节"AA"电池（附带） 电流:约21.5 mA dc（带热线探头为 70 mA dc） 重量:约515 g (1.13 lb) 外形尺寸: 仪表: 203 x 76 x 38 mm (8.0 x 3.0 x 1.5") 伸缩探头: 12 mm (0.5")直径， 280 ～940 mm (11.0 ～37.0")长度 LCD显示屏: 58 x 34 mm (2.3 x 1.3")
TES-1341热线风速仪操作规程
TES-1341型热线式风速仪操作规程一、技术指标
二，仪器介绍 三、操作使用 1、测量准备 1）电池安装：6只7号电池按正负极安装好 2）感应棒伸缩拉：要延长感应棒时，一只手握住把柄同时以另一只手拉住感应棒顶端，要缩回感应棒时，以一只手握住把柄同时另一只手推回感应棒顶端。 3、参数设定： 1）风速单位设定，按开机键，在按 SET 一次屏幕出现 SET 符号，按△，▽选择测量单位，按确认键在按SET直到SET符号消失就可以。 2）风量设定模式，按 SET 2次进入风量设定模式按△，▽循环选择○，□，或者直接输了风管面积及K值，在按确认键后使用△，▽输了所需的数值，按SET数次，直到符
号消失。 3）时间设定，按 SET 3次进入模式，出现SET及D-H,M,S符号出现按左右键3次 移动两位数闪烁至日期按△，▽选择数值，在按确认键确认，按SET直到SET符号消失。 4）大气压力设定，按SET 8次进入大气压力设置模式，按上下左右键选择数值，按确认键确认，按SET键直到SET 符号消失 4、风速测量 把感应棒顶端保护套旋转至风速感应头露出，手拿把柄使感应棒顶端感应口正对风源风向测，按HOLD 可以锁定或不锁定显示值，在锁定模式下，出现H符号，按VEL%RH键循环选择其他测量值，在显示器显示风速读值下按VEL%RH键循环显示：相对湿度测量值（%RH） 温度测量值（℃）湿度温度计算值（WET) 露点温度计算值（DEW) 风冷温度指标计算值（WCT) 四、注意事项 1、定期用干布擦拭仪器，测量温度不得超过60℃ 2、出现电池符号，请及时更换电池 3、长时间不使用，要取下电池以免碱性电池泄露影响仪器
关于恒温热线风速仪的研究
关于恒温热线风速仪的研究 作者：A.E.PERRY和G.L.MORRISON 澳大利亚墨尔本大学机械工程系（1970年4月14日收到） 对于普通的“反馈放大桥式”恒温热线风速仪，通过研究，我们已经算出它的静态及动态响应。在本文中，反馈放大增益处于中等水平、桥的不平衡影响、桥的响应偏离影响、放大补偿电压影响、缺乏共模抑制影响、频率响应放大器影响和常量跨导影响均包括在内，根轨迹的系统映射出来结果的分析从操笔者及设计者的观点都做了讨论。 1:介绍 热线风速仪是校准静态及测量高频成分成分大小的工具，实验者如何知道仪器在高频率下是否正常工作的唯一途径就是在这些频率下做出电压激励，这很困难难而且不方便。除此之外，系统响应可以由直接电路测试，比如从一个外部电压源对系统激励的得出。但从实验者的观点来看，这是无法令人满意的。尤其是当一个人缺少对电路系统的综合考虑的时候。商业运作指导手册不会对仪器提供的进程有指导的。因此，几乎没有用户相信结果。 人们对于热线风速仪的不满意让笔者更明显的认识到，他们在用不同的热线系统测量同样的速度（20%不同）时在动荡程度上缺少一致性，而且在保持系统稳定上非常困难。对于这些问题，学者们执行了一项详细的研究，这份报告就是描述的研究的第一个阶段。主要关注的是标准桥式电路和反馈放大系统的响应。 随着价格低、漂移小的可用于实用综合电路形式的放大器的普及，对于非电子专家也可以很容易地构建自己的热线风速仪。笔者希望，这份报告可以提供各种对系统正确操作和校准的方法。 过去，人们总是设计系统逼近热线保持恒温的明显的理想情况（因此它的名字就叫恒温热线风速仪），在这些情况下，热线保持着特定的温度变化方式，这种变化方式我们是知道的。但是在实际情况下，热线的温度绝不会真正的恒定，即使是系统校准得非常好，温度的变化也必须考虑。 人们利用教高放大增益在非常小的范围内试图保持热线温度恒定，但这样会导致平衡问题。利用更高的放大增益激励和因此产生的热线电阻是：（1）系统的
热线风速仪测量原理简介
热线风速仪测量原理简介 李敏毅甘妙昌马思龙 广东省计量科学研究所广州５１０４０５ 摘要本文简单地阐述了热线风速仪的工作原理。并介绍了其自校准和修正的一些方法。 关键词热线风速仪流速测量 ０引言 为了进一步对换热器换热效果进行更深层次的研究，人们对换热器换热表面的气体或液体的流场越来越重视．因为流场对换热器总的换热系数有极其重要的影响，现在场协同原理也已经应用到对流换热的研究中。并逐渐成为一个新的研究方向，而在进行对流换热场协同研究的同时，更需要对流体在换热表面附近的流场分布，只有在准确的测量流体流场的基础之上。才可能通过实验来准确的验证流场与对流换热之间的关系．到目前为止，人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器，比如有早期的比托管和风速计。后来的热线热膜风速仪ｍｗｒＡ），以及近期出现的激光流速计（ＬＤＶ）等等．比托管的结构简单，使用方便，坚实可靠，价格低廉，但是其测速的范围比较窄，一般用来测量旺盛湍流的平均流速。所以测量的速度一般比较高．而且其仅能测量二维流场，不能敏感反向流动，不能测量湍流流动的流场分布．热线风速仪能够实现连续测量，信噪比好，而且能够分离和测量三维流场，测量的范圈比较大．而且能够非常准确地测量微风速。其灵敏度非常高．鉴于热线风速仪的这些优点，现在被广泛地应用与各种埙域．比如测量模拟风洞的速度场，换热管肋片周围的速度场。内燃机的流动特性等． １热线风速仪的基本工作原理 １．１基本原理 热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术，已经有近一百年的历史，它为流体速度的测量作出了巨大的贡献．并且在２０世纪∞年代以后几乎垄断了溜流脉动测速领域．按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速计和恒温风速计．由于恒温风速计热滞后效应报小，频率响应很宽，反应快速，而恒流风速计则不具备上述特点，因此，恒温风速计的出现成为热线技术进一步发展的重要标志．热线风速仪嚣测量速度的基本熏理是热平衡原理。利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速，风速的变化会使金属丝的沮度产生变化，从而产生电信号而获得风速。 根据热平衡原理，当热线置于介质（流场）中井通以电流时．热线中产生的热量应与之耗散的热量相等．换言之．在热线没有其他形式的热交换条件下，加热电流在热线中产生的热量应等于热线与周围介质的热交换．根据ｒａｎｇ公式，我们可以近似的得到换热表面的努谢尔数与霄诺数之间的关系，也就是说，只要知道换热系数，就可以得到通过热线处流速的大小和方向． 上一Ｓ
法国KIMO-VT200热线风速仪
多功能风速风量仪 VT200 ● 可互换式测量模块● 简易操作界面● 大型图形显示屏 优点 风速温度仪 连接方式 ● 蓝色显示屏背光 ● 可记录 8000笔测量值● 主机和电脑连线下载 VT 200 +电流/电压模块+ ? 100 mm 叶轮风速探头 VT 200 +电流/电压模块+ ? 70 mm 叶轮风速探头 VT 200 + 电流/ 电压模块 + 标准热线风速探头 ++VT 200 +电流/电压模块+ 延长转角式热线风速探头 + + + + ++ VT 200 +电流/电压模块+ ? 14 mm 叶轮风速探头 + +VT 200 +电流/电压模块+ ? 14 mm 延长式叶轮风速探头 + + 可互换式测量模块 单组仪器可使用多于一种量程和一种参数 智能型可互换式探头 主机自动辨识所接入的感测探头 无线传输连线 测量仪主机与电脑有线或无线连线下载记录数据 VT 200 +电流/电压模块 +
● 多种热线风速, 风管或Ｋ系数可选择● 风管内风量或搭配风量罩● 自动平均计算功能● 点/点平均计算功能 ? 自动点/点平均计算功能? 内置铂金电阻PT100温度传感器? 最小值/最大值和定格值? K2系数值设置 风速温度仪 功能 ? 可记录多种参数 ? 最手动和自动记录储存 ? 内存容量: 最多至8,000笔测量值或50个群组? 简易使用的可打印分析报告? 有线或无线的电脑传输界面 热线风速探头: 风速: 负温度系数热敏电阻 环境温度: 1/3 DIN PT100 铂金电阻 叶轮风速探头? 70 mm 和100 mm: 风速: 霍尔传感器 环境温度: A 级 PT100铂金电阻 叶轮风速探头? 14 mm: 风速: 接近度传感器 环境温度: A 级 PT100铂金电阻 热电偶温度探头: 热电偶快速接头 K, J 或T 型PT100 温度探头: 1/3 DIN PT100 铂金电阻 热电偶模块 ? 温度相差值 ?T ? 多种单位可选择? 最小值/最大值和定格值? 4通道热电偶 K, J, T 型温度 ? 可设置量程 ? 最小值/最大值,定格值 温度仪 电流/电压模块 数据储存记录 传感测量元件 主机上方: 2组mini-DIN 智能型探头用连接器 主机上方: 1组USB 端口 (KIMO 连接线专用)1组电源供应接入端口 图形显示屏 128 x 128 像素尺寸 50 x 54 mm 蓝色背光 显示6组测量值(包含同时显示4组)防震 ABS 塑料材质 防护等级 IP 54 金属镀漆, 5组按键, 1组操作杆电磁兼容性( NF EN 61326-1 norm )4节 1.5V 碱性电池空气或中型气体0 ~ +50 °C VT200 端口 显示屏 外壳 按键兼容性电源供应操作环境操作温度可设置0 ~ 120分钟自动关机340克 重量法语,英语,德语,意大利语,西班牙语, 葡萄牙语,瑞典语,挪威语,芬兰语, 丹麦语... 等 语言 技术功能 铂金电阻 PT100 温度探头 ? 温度相差值 ?T ? 多种单位可选择? 最小值/最大值和定格值 热电偶温度模块: 温度端口: 4 通道输入端口 ( IEC 584-3 norm )热电偶快速接头 K, J 或T 型 电流/电压模块: 连接端口: 2通道可互换式模块 -20 ~ +80 °C 储存温度
热线风速仪测试流程
热线风速仪测试流程 一．设备连接（见附件一） 1.连接标定器 2.主机箱与电脑连接 3.主机箱与A/D版连接 4.主机箱与探头支架连接 5.探头支架与探头连接 二．软件设置（见附件二） 1.电脑机箱插入密匙并双击启动软件 2.若开始新测试，点击New Database新建数据库，选择要保存的路径，点击 Create 3.软件自动提示新建New Project，确定ID后点击“OK” 4.软件提示是否配置系统，点击“是” 5.根据主机箱型号，选择第二个机箱型号StreamLine Pro Frame，提示默认连接 方式USB147，点击“Create” 6.点击温度探头图标，将温度探头添加至第一个模块CTAPro：1 7.根据具体情况在右侧选择探头类别，添加测试探头 8.在弹出的探头数据库中选择相应的探头型号（型号在探头保护瓶外壳标明） 9.选择相应的探头支架型号（在探头支架的保护袋上标明） 10.选择连接线型号，选择A1863 4米线，点击“完成”按钮。 11.点击Save按钮保存设置，软件提示是否选在一个温度探头用于温度修正，点 击“是” 12.在弹出的对话框中点击“Use a Temperature”并选在温度探头，点击“OK” 13.软件提示是否保存硬件设置，点击“是” 14.硬件设置完成后，在弹出的对话框中点击右上角“Overheat Adjustment”，并 在弹出的对话框中点击“Auto-Balance Automatic Hardware Setup”，系统自动进行过热参数修正。 15.上一步完成后点击“Close”，回到硬件设置窗口，点击“Close”，系统提示是 否保存硬件设置，点击“是”，在弹出的对话框中确定ID后点击“Yse” 16.弹出对话框提示是否把该设置设为默认，点击“是” 17.在软件左上角选择测试探头，在右侧的Guide栏里选择Velocity Calibration 进行速度标定 18.在弹出的对话框中设定要标定的速度范围及标定的点数，点击“OK” 19.在速度标定窗口点击“Start”，标定完成后点击“OK” 20.关闭标定数据窗口，提示保存为Event，确定ID后点击“Yse” 21.软件提示没有data reduction，是否进行设置，点击“是”，提示是否设置为默 认，点击“是” 22.对于三维探头，双击Conversion and Reduction Setup，点击右侧的方向标定按 钮，添加方向标定 三．测试过程 1.点击“Setup”菜单项里的Default Setup，在弹出的设置窗口中点击A/D Device 项 2.在打开的A/D Device设置窗口可以对采样频率和采样数进行设置，也可在
风速计使用说明
风速计使用说明 风速计是测量空气流速的仪器。它的种类较多，气象台站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。另一种旋转式风速计为旋桨式风速计，由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分，将其安装在一个风向标的前端，使它随时对准风的来向。桨叶绕水平轴以正比于风速的转速旋转。 原理 风速计其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，因此将金属丝风速计称为“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之间存在关系式。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，如图2.1所示。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。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。 0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的精确测量；风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的流速效果最理想；而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度，通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。特制风速仪的转轮探头可达350C。皮托管用于+350C以上。 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臵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。 特点 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 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，热线容易断裂。 5．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。 探头选购 风速仪的热敏式探头 风速计风速仪的热敏式探头的工作原理是基于冷冲击气流带走热元件上的热量，借助一个调节开关，保持温度恒定，则调节电流和流速成正比关系。当在湍流中使用热敏式探头时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。以上现象可以在管道测量过程中观察到。根据管理管道紊流的不同设计，甚至在低速时也会出现。因此，风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面不得有任何遮挡。（棱角，重悬，物等） 风速仪的转轮式探头 风速仪的转轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过
热线风速仪有两种工作模式
、热线风速仪有两种工作模式： （1）恒流式 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定数值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。 （2）恒温式 风速仪热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。 恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。上述过程是瞬时发生的，所以速度的增加就好像是电桥输出电压的增加，而速度的降低也等于是电桥输出电压的降低。 三、电路工作原理 现以恒温式热线风速仪为例来说明它的工作原理（如图1）。把探头接在风速仪电路中电桥的一臂，探头的电阻记为Rp,其他三臂的电阻分别为R1，R2和Rb。其中R1= R2，Rb为一可调的十进制精密电阻。此时，要求热线探头的电阻温度系数很高，而相反的却要求R1，R2和Rb的电阻温度系数很小。 图1- 1 热线风速仪电路原理图https://www.360docs.net/doc/113345405.html, 在电桥AC两端加上电压E，当电桥平衡时，BD间无电位差，此时，没有信号输出。当探头没有加热时，
热线风速仪的传热学原理研究
热线风速仪的传热学原理研究 沈欢 北京大学工学院，北京100871 2012年5月24日 摘要 本文深入讨论了热线风速仪的传热学原理，给出了具体的工程实现方案。 1热线风速仪简介 热线风速仪是一种利用传热学原理准确测量风速的仪器，己经有近一百年的历史,它为流体速度的测量作出了巨大的贡献,并且在20世纪60年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速计和恒温风速计。由于恒温风速计热滞后效应很小,频率响应很宽,反应快速,而恒流风速计则不具备上述特点,因此,恒温风速计的出现成为热线技术进一步发展的重要标志。热线风速仪器测量速度的基本原理是热平衡原理,利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速。图一是法国的KTMO-CTV210型热线测速仪。 图1:热线测速仪 热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。热线除普通的单线式外，还可以是组合的双线式或三线式，用以测量各个方向的速度分量。从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能，如同时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。热线风速仪与皮托管相比，具有探头体积小，对流场干扰小；响 1
应快，能测量非定常流速；能测量很低速（如低达0.3米/秒)等优点。 可测量的最低风速能达到0.05m/s，最高风速可达到30m/s以上，低风速时分辨率可以达到0.01m/s,所以它可以用来测量各种风速，尤其在低风速测量中有着不可替代的作用。 现在生产的热式风速仪样式更加简洁，准确度更高，携带使用也更加方便。广泛应用于采暖、通风、空气调节、环境保护、节能监测、气象、农业、冷藏、干燥、劳动卫生调查、洁净车间、化纤纺织、各种风速实验室等方面。 2热线风速仪的传热学基本原理 本文仅讨论现在流行的恒温式热线风速仪用于测量普通流场(室温、低速、稳定)流速的情况，不涉及变温流场和高速流场。图二显示了一个热线风速仪的探头。首先，对讨论的模 图2:恒温式热线测速仪探头 型作一些假设。 假设一：测量的流场恒温，维持在20摄氏度左右。这样的假设是由于本文讨论的仅是用于测量恒温流场的热线风速仪而并不讨论变温流场的问题。 假设二：流场稳定。本文讨论的热线风速仪是用于测量稳态流场流速的，不能用于测量变速流场的流速。 假设三：流场Ma较低。本文讨论的热线风速仪用于测量普通流场流速，即自然界流场的流速，见表一。这样的流速不会超过0.2Ma，属于低速流动。如果是高速流动，风速仪的热线将发生振动、应力变化等问题、绕流流场性质将发生改变。本文不涉及这些问题。 于是，在测速头的热线处，问题被抽象成为图三所示的流体横掠单管模型。下面讨论该模型的原理。 2.1Re数的估算 由表一知我们所测量的流场的流动范围在0-40m/s。所以取特征速度U∞=40m/s。流体横掠单管的特征长度为单管直径取d=20um。在室温20o C，标准大气压时，空气的动力粘性 2