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熱膜測速儀 - 教育百科
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國家教育研究院辭書
基本資料
| 英文： | hot-film anemometer |
| 作者： | 林祐輔 |
| 日期： | 2002年12月 |
| 出處： | 力學名詞辭典 |
辭書內容
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名詞解釋： 熱膜（絲）測速儀依照其工作原理可分為二類，一者稱為定溫式熱膜測速儀(constant temperature hot-film anemometer)；另者稱為定流式熱膜測速儀(constant current hot-film anemometer)。熱膜測速儀包含儀器主機(anemometer)、電源供應器(power supply)及監控器(monitor)的聯合組件、信號調整器(signal conditioner)、信號線性化器(signal linearizer)及信號相關產生器(signal correlator)等幾個機體，視量測者需要而全部或部分組合而成。熱膜測速儀主要用途在於連續地量測流場中之瞬間流速，藉以觀察分析流場中亂流的各種物理現象。一個定溫式熱膜測速儀若附按量測溫度之組件，可更改工作方式，成為定流式測溫儀，唯所用之探針(probe)需更換為溫度探針。再者，定溫式測速儀亦可按以一測壓探針而精確的用以量測流場中之壓力。量測流速所用的探針視其功能可約略分為：(1)單探針—用以量測單向流速及流速擾動。(2)x 型雙探針及平行型雙探針—用以量測雙軸向流速及流速擾動。(3)三探針—用以量測三軸向流速及流速擾動。(4)分裂式熱膜探針—用以量測雙軸向流速、流速擾動及流速方向。(5)邊界層探針—更改以上各型探針以量測邊界層流內域(inner layer)之流速、流速擾動及流速方向等，探針構造。由一極細微之圓柱形鎢(tungsten)絲，外敷一層極薄之白金(platinum)者為熱絲探針(hot-wire probe)；若以石英柱為內柱體，外敷以一層白金膜，則為熱膜探針(hot-film probe)。二者工作原理均相同，唯熱絲探針較熱膜探針為細，且較能靈敏地感受流速的變化，但較不能承受流場之動力作用，因此熱絲探針僅能在氣流中量測。熱絲（膜）探針不可置於有固體粒子之流體中使用，否則極易撞毀。 定溫式熱膜測速儀的工作原理簡述如下：當熱膜測速儀之各項功能組件調整適當之後，將熱膜探針加熱至一定溫（約 250°C）置於待測流場內。在流場中則因流體流過探針表面時攜走熱量，使探針溫度降低而減小了探針的電阻，這樣的反應，使探針之電壓降發生改變，使主機中之惠斯登電橋產生一平衡電壓輸入監控器，監控器立即輸出回饋電壓至電源供應器，增加流經探針的電流，使探針表面溫度仍維持恆溫。在如此的過程中，將增加之電流流經探針造成之壓降送至信號調整器，經過信號的過濾及放大後再予輸出，就可經由電壓流速之校正式得到速度值。而輸出之信號屬類比信號(analog signal)，因此。量測中須配合個人電腦及類比／數位交換器(A/D converter)同時操作。 一般而言，在操作熱膜測速儀時，容易疏忽而必須注意的事項有： 1. 熱膜測速儀背後面板的數個切換開關，均要按儀器說明選擇切換，否則將造成探針燒燬或所擷取之信號錯誤。 2. 信號線不可錯接或漏接。 3. 操作電阻(operator resistance)須按各探針容器上所標示之電阻值調整，不可過高，否則探針極易燒燬。 4. 流體及流場要維持常溫及潔淨，探針使用 2 小時以上，即須用酒精泡浸，否則將產生輸出電壓的零點飄移。 5. 信號擷取前，須確實調整信號產生器產生之波形，避免量測時發生因頻率不足而不夠靈敏地反應亂流特性；或因頻率過高，造成輸出電壓發生振盪而使量測資料產生偏差。 6. 要確實知道流場之亂流最大渦亂頻率 Fm，以決定量測時之擷取頻率 Fs。通常在氣流中，亂流最大渦亂頻率約為 1,500Hz，因此，擷取頻率最小須為 3,000Hz Fs≧2Fm。 |
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| 資料來源： | 國家教育研究院_熱膜測速儀 |
| 授權資訊： | 資料採「 創用CC-姓名標示- 禁止改作 臺灣3.0版授權條款」釋出 |