CN201413338Y - 一种低风速测量传感器 - Google Patents

Abstract

一种低风速测量传感器，其包括信号处理单元(1)、风速测量探头(2)及连接二者的法兰(5)，其中，所述风速测量探头(2)为中空的管体(3)，其顶端内设有增速孔(7)、电热丝(8)和热探头(9)，且该电热丝(8)和热探头(9)通过管体(3)内的信号引线(4)与信号处理单元(1)连接，该增速孔(7)和电热丝(8)以及热探头(9)基本处于同一面上。本实用新型低风速测量传感器的结构简单，成本低廉，性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量。同时还集成设有湿度测量探头，可对空气湿度进行实时测量，因此实用性强，适用于大气参数测量或密闭管道工矿气体状态参数的测量。

Description

一种低风速测量传感器

技术领域

本实用新型涉及一种测量风速的传感器，尤其是关于一种低风速测量的传感器。

背景技术

在测量大气风速参数或密闭管道工矿风速参数时，现有技术采用多点布设风速管的方式进行测量，该方法安装点多、需密闭处理的点多同时也不适合低风速的测量。

低风速的测量，特别是1m/s～15m/s的超低风速高精度测量，由于风速较低且不稳定，一直是一个技术难题。

现在，通常采用的差压式测风速法，但测量误差较大。一则原因：低风速下，产生的差压较小，差压信号响应迟滞；二则原因：在工矿气体条件下，低风速、风量参数的变化受到气体其它状态参数(如：压力、温度、湿度、密度、黏度等)的影响更为复杂。为了准确测量风速、风量参数，现场一般采用温、湿度及压力补偿办法，但由于两组参数测量点的不同和测量状态非动态同步，测量准确度受到较大限制。

实用新型内容

为了解决现有技术难以实现对超低风速的高精度测量问题，本实用新型提供了一种简单、方便且能实现对超低风速的高精度测量的风速测量传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种低风速测量传感器，其包括信号处理单元、风速测量探头及连接二者的法兰，其中，所述风速测量探头为中空的管体，其顶端内设有增速孔、电阻丝和热探头，且该电阻丝和热探头通过管体内的信号引线与信号处理单元连接，该增速孔和电阻丝以及热探头基本处于同一面上。

所述低风速测量传感器包括一湿度测量头，所述湿度测量头与风速测量头并列设置在法兰上，并通过法兰与信号处理单元相接。

所述增速孔为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径。

所述电阻丝为铂金丝。

所述热探头为热敏电阻、热电偶或铂电阻。

本实用新型低风速测量传感器通过在风速测量探头顶端设置增速孔、电阻丝以及热探头，可以将超低风速先增速转换，然后通过风速对热探头周围温度的影响来实现对风速的测量。本实用新型低风速测量传感器的结构简单，成本低廉，性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量。同时还集成设有湿度测量探头，可对空气湿度进行实时测量，因此实用性强，适用于大气参数测量或密闭管道工矿气体状态参数的测量。

附图说明

图1是本实用新型低风速测量传感器一较佳实施方式的结构示意图；

图2是图1的局部剖视图；

其中，1-信号处理单元、2-风速测量探头、3-管体、4-引线、5-法兰、6-湿度测量探头、7-增速孔、8-电阻丝、9-热探头。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

请同时参阅图1和图2，其分别是本实用新型低风速测量传感器一较佳实施方式的结构示意图和局部剖视图。所述低风速测量传感器包括信号处理单元1、风速测量探头2、湿度测量探头6及法兰5，其中，所述风速测量探头2与湿度测量探头6平列设置在一圆形法兰5上，并通过法兰5与信号处理单元相连。所述风速测量探头2为中空的管体3，其顶端内设有增速孔7、电阻丝8和热探头9，其中，该增速孔7和电阻丝8以及热探头9处于同一面上，且该电阻丝8和热探头9通过管体3内的信号引线4与信号处理单元1相连。

所述低风速测量传感器包括一湿度测量头6，所述湿度测量头6与风速测量头2并列设置在法兰5上，并通过法兰5与信号处理单元1相接。

所述增速孔7为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径，因此超低风速穿过增速孔时，其速度较增大。而且增速孔7进出口两端的风速可通过其内外侧孔径的大小关系进行换算。因此在实际测量时，先将超低风速转换成速度较高的风速，并将测量结果换算成超低风速，从而在方便测量的同时保证测量精度。

所述信号处理单元1为一方形壳体，该方形壳体上设置信号处理电路板和信号输入、输出接口，以及温度、压力、湿度零点和满度调解电位器。另外，由于所述低风速测量传感器实际使用时，常固定在封闭管或飞机外壳上，因此该方形壳体通过连接一矩形法兰与封闭管或其他固定部件如飞机外壳相连。

而所述湿度测量头6在测量风速的同时，对空气湿度进行测量，从而提高装置的集成度和实用性，并通过测量湿度参数，可以给风速计算提供补偿。

本实施方式中，所述电阻丝8为铂金丝，该铂金丝两端接恒定的加热电流，流行铂金丝的电流在铂金丝上发热，从而在风速测量探头2的顶端产生一个具有一定强度的温度场。所述热探头9为热敏电阻，其探测到铂金丝所产生的热量后，产生电压信号，并通过信号引线4输入信号处理单元1，并由信号处理单元1将热探头得到的电压信号进行放大输出。另外，所述信号引线4为集成引线，其内集成有电阻丝8及热探头9分别与信号处理单元相连的引线。

本实用新型低风速测量传感器的工作时：先通过增速孔7对风速进行增速，所通过增速孔7的气流将吹散电阻丝8的温度场，使热探头9的工作环境温度下降，从而导致热探头9两端的热电势发生变化，因此信号处理单元1可以得到一个电压变化值，该值为风速的函数。因此通过热电势的测量可以计算出相应的风速值。

另外，本实用新型低风速测量传感器电阻丝8不限于使用铂金丝、也可为铜丝、钨丝或其他金属丝，惟其发热效果稳定即可。另外，所述热探头9也可以为热电偶、铂电阻或其他热温度传感器，只要其对温度敏感即可。

综上所述本实用新型低风速测量传感器通过在风速测量探头顶端设置增速孔、电阻丝以及热探头，可以将超低风速先增速转换，然后通过风速对热探头周围温度的影响来实现对风速的测量。同时可以测量气体湿度，从而给风速测量提供补偿，以提高测量精度。本实用新型低风速测量传感器可对1m/s～15m/s的超低风速进行测量，其精度为0.5级。因此本实用新型低风速测量传感器的结构简单，成本低廉，性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量，实用性强，适用于大气参数测量或密闭管道工矿气体状态参数的测量。

Claims (5)

1.一种低风速测量传感器，包括信号处理单元(1)、风速测量探头(2)及连接二者的法兰(5)，其特征在于：所述风速测量探头(2)为中空的管体(3)，其顶端内设有增速孔(7)、电阻丝(8)和热探头(9)，且该电阻丝(8)和热探头(9)通过管体(3)内的信号引线(4)与信号处理单元(1)连接，该增速孔(7)和电阻丝(8)以及热探头(9)基本处于同一面上。

2.如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于：包括一湿度测量头(6)，所述湿度测量头(6)与风速测量头(2)并列设置在法兰(5)上，并通过法兰(5)与信号处理单元(1)相接。

3.如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于：所述增速孔(7)为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径。

4.如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于：所述电热丝(8)为热电阻丝或铂金丝。

5.如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于：所述热探头(9)为热敏电阻、热电偶或铂电阻。

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