熱線式風(fēng)速計(Hot wire Anemometer，簡稱HWA)，發(fā)明于20世紀(jì)20年代熱線風(fēng)速儀基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中，通電流加熱金屬絲，使其溫度高于流體的溫度，因此將金屬絲稱為熱線當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時，將帶走金屬絲的一部分熱量，使金屬絲溫度下降根據(jù)強迫對流熱交換理論，可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式(D3.4.4a) 上式稱為金(L.V.King,1914)公式，RI分別為熱線的電阻和流過的電流強度，T為熱線與流體的溫度差，AB為與流體和熱線有關(guān)的物理常數(shù)考慮到熱線材料的電阻溫度特性，(D3.4.4a)式可化為(D3.4.4b) 上式中U為熱線的輸出電壓，A，B為與熱線的電阻溫度系數(shù)有關(guān)的物理常數(shù)，由實驗確定這樣通過測量熱線兩端的電壓，即可確定流速 標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成，如圖2.1所示金屬絲通常用鉑銠鎢等熔點高延展性好的金屬制成常用的絲直徑為5m，長為2 mm;Z小的探頭直徑僅1m，長為0.2 mm根據(jù)不同的用途，熱線探頭還做成雙絲三絲斜絲及V形X形等為了增加強度，有時用金屬膜代替金屬絲，通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜，稱為熱膜探頭，如圖2.2所示 熱線探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)靜態(tài)校準(zhǔn)是在專門的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的，測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動流場中進(jìn)行的，或在風(fēng)速儀加熱電路中加上一脈動電信號，校驗熱線風(fēng)速儀的頻率響應(yīng)，若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補償線路加以改善熱線風(fēng)速儀hot-wire anemometer 將流速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N測速儀器，也可測量流體溫度或密度其原理是，將一根通電加熱的細(xì)金屬絲(稱熱線)置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉(zhuǎn)變成電信號它有兩種工作模式： 恒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;恒溫式熱線的溫度保持不變，如保持150，根據(jù)所需施加的電流可度量流速恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛熱線長度一般在0.5～2毫米范圍，直徑在1～10微米范圍，材料為鉑鎢或鉑銠合金等若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風(fēng)速儀，功能與熱絲相似，但多用于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(jīng)放大補償和數(shù)字化后輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)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(shù)的測量熱線式風(fēng)速計與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場干擾小;響應(yīng)快，能測量非定常流速;能測量很低速(如低達(dá)0.3米/秒)等優(yōu)點. TSI 9555 熱線風(fēng)速儀