热线测速计敏感元件的基本构造

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热线测速计敏感元件的基本构造

热线探针热膜探针

 

    1.热线探针

热线探针的简单模型可见图3—42所示.细长的金属丝垂直于气流方向安置,两端固定在相对粗大的支架上,金属丝由电流加热到高于被测介质的温度.

图3-42   热线模型

为了满足热线探针使用上的要求,希望热线的材料具有:

    ①材料的电阻温度系数高,以得到较高的测量灵敏度;

    ②材料必须抗腐蚀,以保证有足够的稳定性;

    ③材料应有较高的机械强度,以防产生振动变形而影响测量精度;

    ④材科有良好的热传导性能.

    通常,人们采用能满足上述要求的钨丝、铂丝或镀铂钨丝来制作热线探针上的热丝.

    典型的热线直径为0.5—10 m,长度为1—3mm.这个尺寸主要从两方面考虑:从提高热线灵敏度来说,希望热线直径越细、长度较长为好,但这样会使其机械强度和空间分辨率降低;从提高空间分辨率来说,希望热线越短越好,但可能会影响测量的灵敏度.

    热线的两端焊接到两根叉杆的叉尖上,叉杆的另一端焊出引线,加上保护罩,叉杆与保护罩之间填入绝缘材料.叉杆通常由0.2-0.5mm直径助不锈钢制成,顶部直径为0.05-0.1mm.叉杆嵌在陶瓷、尼龙或其它绝缘材料之中,外面包探针壳体.

    2.热膜探针

    为了将热敏测速技术应用到液体流量的测量,发展了热膜探针.它的机械强度较高,所以能适应某些条件较恶劣的流场(如污水流动的流场等).另外,它受振动的影响较小,电阻值可以由热膜厚度调节,故较易与放大器匹配,可得到较高的信噪比.它的缺点是测量频率范围较窄,制作工艺复杂,工作温度较低,这些均限制了它的应用.

    热膜深针由热膜、衬底、绝缘层和导线几部分构成.热膜是用铂喷溅在衬底上形成,厚度一般为0.1—1 m左右.衬底是石英或硼酸玻璃做成的圆柱体.为了使热膜与流体绝缘并防止被污染,在热膜外还涂有厚度约1 m左右的石英绝缘层.

 

 

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