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熱力學(xué)領(lǐng)域的研究成果-風(fēng)速儀

閱讀:1527發(fā)布時間:2013-11-15

  hbzhan內(nèi)容導(dǎo)讀:到目前為止,人們根據(jù)光學(xué)、力學(xué)以及熱力學(xué)等領(lǐng)域的研究成果開發(fā)了很多測量流體流場的測量儀器,比如有早期的比托管和風(fēng)速儀,后來的熱膜風(fēng)速儀(HWA),以及近期出現(xiàn)的激光流速計((LDV)等等。
  
  比托管的結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,堅實可靠,價格低廉,但是其測速的范圍比較窄,一般用來測量旺盛湍流的平均流速,所以測量的速度一般比較高,而且其僅能測量二維流場,不能敏感反向流動,不能測量湍流流動的流場分布。風(fēng)速儀能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測量,信噪比好,而且能夠分離和測量三維流場,測量的范圍比較大,而且能夠非常準確地測量微風(fēng)速,其靈敏度非常高。鑒于風(fēng)速儀的這些優(yōu)點,現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用與各種領(lǐng)域,比如測量模擬風(fēng)洞的速度場,換熱管肋片周圍的速度場,內(nèi)燃機的流動特性等。
  
  原理分析
  
  1.風(fēng)向部分
  
  風(fēng)向部分由保護風(fēng)向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結(jié)構(gòu)由風(fēng)向標,風(fēng)向軸及風(fēng)向度盤等組成,裝在風(fēng)向度盤上的磁棒與風(fēng)向度盤組成磁羅盤用來確定風(fēng)向方位。當下拉鎖定旋鈕并向右旋轉(zhuǎn)定位時,回彈頂桿將風(fēng)向度盤放下,使錐形寶石軸承與軸尖相接觸,此時風(fēng)向度盤將自動定北。
  
  風(fēng)向示值由風(fēng)向指針在風(fēng)向度盤上的穩(wěn)定位置來確定。當左旋轉(zhuǎn)鎖定旋鈕并使其向上回彈復(fù)位時,回彈頂桿將風(fēng)向度盤頂起并定位在儀器上部,并使錐形寶石軸承與軸尖相分離,以保護風(fēng)向度盤及軸承與軸尖不受損壞。(注:當儀器使用完畢后必須及時回復(fù)此狀態(tài))
  
  2.風(fēng)速部分
  
  風(fēng)速的傳感器采用的是傳統(tǒng)的二杯旋轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)。它將風(fēng)速變成旋轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)速。為了減小啟動風(fēng)速,采用特殊材料的輕質(zhì)風(fēng)杯和寶石軸承支撐。通過固定在旋轉(zhuǎn)架上的裝置經(jīng)傳感器檢測后將信號傳送到主機內(nèi)進行測算。
  
  風(fēng)速計內(nèi)的單片機對風(fēng)傳感器的輸出信號進行采樣,校正,計算,zui后由儀器輸出瞬時風(fēng)速/一分鐘平均風(fēng)速/瞬時風(fēng)級/一分鐘平均風(fēng)級/平均風(fēng)級對應(yīng)的浪高5個參數(shù)。測得的參數(shù)在儀器的液晶顯示器上采用數(shù)字直接顯示出來。為了減少儀器的功耗,儀器中的傳感器和單片機都采取了一系列降低功耗的專門措施。為了保證數(shù)據(jù)的可靠,當電源電壓太低時,顯示器下部電池標記顯示缺電,提示用戶電源電壓太低數(shù)據(jù)已不可靠,需要及時更換電池。

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