Термоанемометр, работа которого основана на зависимости показателей теплопередачи датчика от скорости, температуры и состава среды, используется для измерения мгновенных скоростей и температуры потоков жидкости или газа. Теоретическое обоснование этого метода было изложено Кингом в его классическом труде 1914 года. Этот метод был использован для измерения характеристик турбулентности потока после разработки методики компенсации теплового запаздывания датчика.
Датчик в термоанемометре представляет собой тонкую металлическую проволоку или пленку, изготовленную из материала с высоким коэффициентом температурного сопротивления. Обычно для изготовления используют вольфрам, платину, родий, иридий.
Калиброванная проволока датчика термоанемометра имеет диаметр от 1 до 10 мкм и длину от 0,5 до 2 мм. Проволока приваривается или припаивается к зубчикам из нержавеющей стали с площадками на конце размером от 0,1 до 0,2 мм².
В пленочных датчиках пленка толщиной от 1 до 5 мкм наносится на конусообразную, клиновидную или цилиндрическую подложку, в случае измерения скорости среды, или на плоскую подложку - для измерения сдвиговых напряжений на стенке.
Чувствительность датчика обеспечивается за счет того, что температура проволоки или пленки, разогреваемых электрическим током, существенно выше температуры потока жидкости или газа. Разница температур элементов датчика и среды при измерении газового потока находится в диапазоне от 180 до 200 К, а при измерении параметров жидкости – от 20 до 40 К. Измерение падения напряжения на проволоке позволяет, если известны физические свойства материала датчика и механизм теплопередачи, определить локальную скорость жидкости.
- режим постоянного тока, когда пульсации напряжения датчика обусловлены изменением температуры и, следовательно, электрическим сопротивлением проволоки;
- и режим постоянной температуры, поддерживаемой системой нагрева датчика переменным током.
Тот или иной режим используется в зависимости от специфики измерений.
К началу
