CN202886399U

CN202886399U - 一种热球式风速计

Info

Publication number: CN202886399U
Application number: CN201220553306.6U
Authority: CN
Inventors: 王秀丽
Original assignee: Beijing Detector Instrunment Co Ltd
Current assignee: Beijing Detector Instrunment Co Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-10-26

Abstract

本实用新型涉及一种热球式风速计，包括温度传感器、恒流源、信号处理装置、显示装置和热球，所述温度传感器包括两个热电偶和电热丝。上述热球式风速计采用两个热电偶，有效避免了现有技术中单个热电偶作为流速敏感元件电动势输出相对较小导致热稳定性相对较差的问题，双偶热电偶温度传感器与单偶热电偶温度传感器相比，具有更好的稳定性并且更加节能。

Description

一种热球式风速计

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪表，具体是一种热球式风速计，属于流体测量技术领域。

背景技术

风速计是测量风速的仪器，它的应用很广泛，广泛应用于电力、钢铁、石化、节能等行业，在北京奥运会中还有其他的应用，帆船比赛、划艇比赛、野外射击比赛等都需要用风速仪来测量。风速仪在很多行业都能灵活运用，例如，出海捕捞业、各类风扇制造业、需要抽风排气系统的行业等等。

现场风速测量按原理分主要包括压差式，叶轮式，热球式三种。

压差式是流体力学中测量流速的经典方法，主要依靠皮托管和压差计测量出动压，再根据伯努力方程算出流速。此方法优点是检出限低，灵敏度高，但对流场均匀性要求较高，在环境中测量时容易因为流场不均匀而测不准，因此压差法主要用在风管中测量风速。

叶轮式主要靠风吹动叶轮转动，产生电磁信号来测量，这种方法的优点是仪器比较耐用，常用于长期测量，气象观测中所用的三杯式风速仪也是相同的原理，缺点是灵敏度稍差。

热球式主要原理是热敏感探头设定了一个恒定的温度，空气流过热敏感探头后会带走热量，这时热敏感探头会被加热至设定温度，此过程中会有电信号被仪器收集，并依此换算出风速。此方法的优点是灵敏度高，量程较大，适应环境测量，缺点是热敏感探头中连接热球的细金属丝比较脆弱，在使用中若不小心容易造成探头损坏，无法修复。

0～100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0～5m/s；中速：5～40m/s；高速：40～100m/s。风速计的热敏探头用于0～5m/s的精确测量；风速计的转轮式探头测量5～40m/s的流速效果最理想；而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。

热球风速计是一种便携式、智能化的低风速测量仪表，在测量管道环境及采暖、空调制冷、环境保护、节能监测、气象、农业、冷藏、干燥、劳动卫生调查、洁净车间、化纤纺织，各种风速实验等方面有广泛应用。

中国专利文献CN86205994U提出了一种微风速仪，包括敏感探头、信号处理装置、显示装置和机壳，该敏感探头是由包括热端和冷端的单个热电偶作为流速敏感元件，该热电偶热端的外围绕以连接恒流源的电阻丝安装在具有一定直径的套管的端部，该热电偶的冷端装入套管的内孔中，电阻丝及该热电偶的输出端接线通过套管的内孔引出。

上述现有技术采用单个热电偶作为流速敏感元件，气流通过该热电偶时，热端和冷端的电势差改变，通过测量该电势可测定气体的流速，但是，利用单个热电偶作为流速敏感元件，电动势输出相对较小，从而热稳定性相对较差，该微风速仪的能耗相对较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中单个热电偶作为流速敏感元件电动势输出相对较小导致热稳定性相对较差问题，从而提供一种热稳定性相对较高的热球式风速计。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种热球式风速计，包括：

温度传感器，用于测量风速检测点的动态热平衡温度，包括两个热电偶和电热丝；

恒流源，与所述电热丝连接，为所述电热丝提供恒定的电流；

信号处理装置，与所述温度传感器连接，用于对所述温度传感器的信号进行处理；

显示装置，与所述信号处理装置连接，对所述信号处理装置的结果进行显示；

热球，用于封装所述温度传感器。

所述的热球式风速计，每个所述热电偶具有热端和冷端，所述热电偶的冷端与地信号连接，所述热电偶的热端与所述信号处理装置连接；电热丝，为螺旋状，两端分别缠绕在所述两个热电偶的热端。

所述的热球式风速计，所述热球的材料为珐琅粉。

所述的热球式风速计，所述热球的直径范围为0.6-1.0mm。

所述的热球式风速计，所述热球的直径为0.8mm。

所述的热球式风速计，所述恒流源的恒定电流为40mA。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本实用新型所述的热球式风速计，包括温度传感器、恒流源、信号处理装置、显示装置和热球，所述温度传感器包括两个热电偶和电热丝。上述热球式风速计采用两个热电偶，有效避免了现有技术中单个热电偶作为流速敏感元件电动势输出相对较小导致热稳定性相对较差的问题，双偶热电偶温度传感器与单偶热电偶温度传感器相比，具有更好的稳定性并且更加节能。

（2）本实用新型所述的热球式风速计，热球的材料为珐琅粉，珐琅粉性能稳定，抗腐蚀、抗温湿，散热系数好，散热均匀性好，收缩比也很少受到环境温度的影响，极大地减少了温度传感器本身固有的误差。

（3）本实用新型所述的热球式风速计，由于本申请的双偶热电偶温度传感器，因此可以选择40mA的恒流源，而且双偶热电偶在40mA的恒流源作用下，零风速下就可以产生22mV的电势差，对于手持式的风速计来说，采用本实用新型的热球式风速计可以有效的节约电能延长使用时间。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中，

图1是本实用新型所述热球式风速计的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-温度传感器，11-第一热电偶，12-第二热电偶，13-电热丝，2-恒流源，3-信号处理装置，4-显示装置，5-热球。

具体实施方式

本实用新型所述的热球式风速计的结构如图1所示，其包括温度传感器1，用于测量风速检测点的动态热平衡温度，包括第一热电偶11、第二热电偶12和电热丝13；恒定电流为40mA的恒流源2，与所述电热丝13连接，为所述电热丝13提供恒定的电流；信号处理装置3，与所述温度传感器1连接，用于对所述温度传感器1的信号进行处理，所述信号与所述风速检测点的风速成一定函数关系；显示装置4，与所述信号处理装置3连接，对所述信号处理装置3的结果进行显示，本实施例中，所述显示装置4为显示屏；直径为0.8mm的热球5，用于封装所述温度传感器1，本实施例中，所述热球5的材料为珐琅粉，由北京市珐琅厂有限责任公司出产；本实施例中，所述第一热电偶11、第二热电偶12各具有热端和冷端，所述冷端与地信号连接，所述热端与所述信号处理装置3连接；电热丝13为螺旋状，两端分别缠绕在所述第一热电偶11、第二热电偶12的热端。

所述第一热电偶11、第二热电偶12产生与气体流速成反比的非线性性电动势，该电动势信号送入信号处理装置3，经过滤波、信号放大、线性校正及修正，最后在显示装置4中显示出气体的流速。

作为其他实施方式，所述热球的直径范围为0.6-1.0mm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims

1.一种热球式风速计，其特征在于，包括：

热球，用于封装所述温度传感器。

2.根据权利要求1所述的热球式风速计，其特征在于，每个所述热电偶具有热端和冷端，所述热电偶的冷端与地信号连接，所述热电偶的热端与所述信号处理装置连接；电热丝，为螺旋状，两端分别缠绕在所述两个热电偶的热端。

3.根据权利要求2所述的热球式风速计，其特征在于，所述热球的材料为珐琅粉。

4.根据权利要求3所述的热球式风速计，其特征在于，所述热球的直径范围为0.6-1.0mm。

5.根据权利要求4所述的热球式风速计，其特征在于，所述热球的直径为0.8mm。

6.根据权利要求1－5任一所述的热球式风速计，其特征在于，所述恒流源的恒定电流为40mA。