热线测速计敏感元件的基本构造

 

    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．