熱線測速計敏感元件的基本構造

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熱線測速計敏感元件的基本構造

熱線探針熱膜探針

 

    1.熱線探針

熱線探針的簡單模型可見圖3—42所示.細長的金屬絲垂直于氣流方向安置,兩端固定在相對粗大的支架上,金屬絲由電流加熱到高于被測介質的溫度.

圖3-42   熱線模型

為了滿足熱線探針使用上的要求,希望熱線的材料具有:

    ①材料的電阻溫度系數高,以得到較高的測量靈敏度;

    ②材料必須抗腐蝕,以保證有足夠的穩定性;

    ③材料應有較高的機械強度,以防產生振動變形而影響測量精度;

    ④材科有良好的熱傳導性能.

    通常,人們采用能滿足上述要求的鎢絲、鉑絲或鍍鉑鎢絲來制作熱線探針上的熱絲.

    典型的熱線直徑為0.5—10 m,長度為1—3mm.這個尺寸主要從兩方面考慮:從提高熱線靈敏度來說,希望熱線直徑越細、長度較長為好,但這樣會使其機械強度和空間分辨率降低;從提高空間分辨率來說,希望熱線越短越好,但可能會影響測量的靈敏度.

    熱線的兩端焊接到兩根叉桿的叉尖上,叉桿的另一端焊出引線,加上保護罩,叉桿與保護罩之間填入絕緣材料.叉桿通常由0.2-0.5mm直徑助不銹鋼制成,頂部直徑為0.05-0.1mm.叉桿嵌在陶瓷、尼龍或其它絕緣材料之中,外面包探針殼體.

    2.熱膜探針

    為了將熱敏測速技術應用到液體流量的測量,發展了熱膜探針.它的機械強度較高,所以能適應某些條件較惡劣的流場(如污水流動的流場等).另外,它受振動的影響較小,電阻值可以由熱膜厚度調節,故較易與放大器匹配,可得到較高的信噪比.它的缺點是測量頻率范圍較窄,制作工藝復雜,工作溫度較低,這些均限制了它的應用.

    熱膜深針由熱膜、襯底、絕緣層和導線幾部分構成.熱膜是用鉑噴濺在襯底上形成,厚度一般為0.1—1 m左右.襯底是石英或硼酸玻璃做成的圓柱體.為了使熱膜與流體絕緣并防止被污染,在熱膜外還涂有厚度約1 m左右的石英絕緣層.

 

 

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