热线风速仪
热线风速仪是一种能够将流速信号转化为电信号的测速仪器，同时也可用于测量流体的温度或密度。
科技名词定义
- 中文名称：热线风速仪
原理
热线风速仪的工作原理是通过一根通电加热的细金属丝（称为热线）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进而引起电阻变化，从而将流速信号转化为电信号。具体来说，热线风速仪有两种工作模式：
1. 恒流式：在这种模式下，通过热线的电流保持不变，随着热线温度的变化，其电阻也会发生变化，从而导致两端电压的变化，最终实现流速的测量。
2. 恒温式：在此模式中，热线的温度始终保持不变，通常设定为150℃。为了维持这个恒定温度，需要不断调整加热电流，而所需的加热电流大小与流速呈正相关关系，因此可以通过测量加热电流来确定流速。
特点
热线风速仪的特点包括：
- 热线长度一般在0.5至2毫米之间，直径在1至10微米范围内，常见的材料包括铂、钨或铂铑合金等。
- 若以非常薄的金属膜（厚度小于0.1微米）替代金属丝，则成为热膜风速仪，这种形式主要用于测量液体流速。
- 热线除了单一的形式外，还有双线式或三线式的组合形式，以便于测量多个方向的速度分量。
- 输出的电信号经过放大、补偿和数字化处理后，可以输入计算机，从而提高测量精度并自动化数据后处理过程，扩展了测速的功能，例如同时测量瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度以及其他湍流参数。
应用
热线风速仪的应用主要包括：
- 测量平均流动的速度和方向。
- 测量来流的脉动速度及其频谱。
- 测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性和时间相关性。
- 测量壁面切应力，这通常通过与壁面平齐放置的热膜探头来实现，其原理与热线测速类似。
- 测量流体温度，这是通过对探头电阻随流体温度变化的预先测量得到的，之后可以根据测得的探头电阻确定温度。此外，热线风速仪还发展出了多种专门用途。
选型指南
在选择合适的风速仪时，需要注意区分不同的测试需求。对于平均风速的测试，热线式风速计是最常用的选择，因为它采用了热耗散的原理。相比之下，其他类型的风速计如超声波式、叶轮式和皮托管式各有优缺点，适用于不同的应用场景。
参考资料
用热线风速仪同时测量流场速度与温度.百度学术搜索.2024-10-26
热线风速仪X型探针的一种新标定方法.百度学术搜索.2024-10-26
热线风速仪.百度学术搜索.2024-10-26