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高精度三维超声风速仪的测量方法分享

来源:技术文章    发布时间:2022-05-05    浏览:318次
  高精度三维超声风速仪是在湍流空气动力研究领域测定三维超声风速的仪器,它以空气动力学与其形体结构特征设计为理念,以超声脉冲物理学为其测定原理。有10厘米垂直测量路径,可输出三维正交风速和超声温度,至大输出频率为50Hz,有模拟和数字两种输出方式。
 
  依据强制对流热替换理论,可导出热线消散的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。金属丝一般用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。经用的丝直径为5μm,长为2mm,较小的探头直径仅1μm,长为0.2mm。依据不同的用处,热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了减少强度,有时用金属膜替代金属丝,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需实行校准,静态校准是在专门的规范风洞里实行的,测量流速与输出电压之间的关系并画成规范曲线,动态校准是在已知的脉动流场中实行的,或在加热电路中加上一脉动电信号,校验仪器的频率响应,若频率响应不好可用相应的补偿线路加以改善。
 
  在距测风仪器一定距离的两端各置一对超声波发射器和接收器,超声波从发射器到接收器逆风传播时间与顺风传播时间之差与该距离上风速分量成正比,而逆风传播与顺风传播时间之和与该距离上空气温有关。通过电子线路测得时间差和时间之和就可求得风速。在东西、南北、垂直方向上各放置两对声发射器和接收器,就可分别测量出3个方向上的风速分量。声波传播速度与气温有关,测量结果需做温度订正。
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