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熱力學(xué)領(lǐng)域的研究成果-風(fēng)速儀

閱讀:1573發(fā)布時(shí)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(cè)量流體流場(chǎng)的測(cè)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(jì)((LDV)等等。
  
  比托管的結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,堅(jiān)實(shí)可靠,價(jià)格低廉,但是其測(cè)速的范圍比較窄,一般用來測(cè)量旺盛湍流的平均流速,所以測(cè)量的速度一般比較高,而且其僅能測(cè)量二維流場(chǎng),不能敏感反向流動(dòng),不能測(cè)量湍流流動(dòng)的流場(chǎng)分布。風(fēng)速儀能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測(cè)量,信噪比好,而且能夠分離和測(cè)量三維流場(chǎng),測(cè)量的范圍比較大,而且能夠非常準(zhǔn)確地測(cè)量微風(fēng)速,其靈敏度非常高。鑒于風(fēng)速儀的這些優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用與各種領(lǐng)域,比如測(cè)量模擬風(fēng)洞的速度場(chǎng),換熱管肋片周圍的速度場(chǎng),內(nèi)燃機(jī)的流動(dòng)特性等。
  
  原理分析
  
  1.風(fēng)向部分
  
  風(fēng)向部分由保護(hù)風(fēng)向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結(jié)構(gòu)由風(fēng)向標(biāo),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(dāng)下拉鎖定旋鈕并向右旋轉(zhuǎn)定位時(shí),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(shí)風(fēng)向度盤將自動(dòng)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(dāng)左旋轉(zhuǎn)鎖定旋鈕并使其向上回彈復(fù)位時(shí),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(hù)風(fēng)向度盤及軸承與軸尖不受損壞。(注:當(dāng)儀器使用完畢后必須及時(shí)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(dòng)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(cè)后將信號(hào)傳送到主機(jī)內(nèi)進(jìn)行測(cè)算。
  
  風(fēng)速計(jì)內(nèi)的單片機(jī)對(duì)風(fēng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣,校正,計(jì)算,zui后由儀器輸出瞬時(shí)風(fēng)速/一分鐘平均風(fēng)速/瞬時(shí)風(fēng)級(jí)/一分鐘平均風(fēng)級(jí)/平均風(fēng)級(jí)對(duì)應(yīng)的浪高5個(gè)參數(shù)。測(cè)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(jī)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(dāng)電源電壓太低時(shí),顯示器下部電池標(biāo)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(shí)更換電池。

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