熱線測速計敏感元件的基本構(gòu)造

1．熱線探針

熱線探針的簡單模型如圖所示．細(xì)長的金屬絲垂直于氣流方向安置，兩端固定在相對粗大的支架上，金屬絲由電流加熱到高于被測介質(zhì)的溫度．

熱線模型

為了滿足熱線探針使用上的要求，希望熱線的材料具有：

①材料的電阻溫度系數(shù)高，以得到較高的測量靈敏度；
②材料必須抗腐蝕，以保證有足夠的穩(wěn)定性；
③材料應(yīng)有較高的機(jī)械強(qiáng)度，以防產(chǎn)生振動變形而影響測量精度；
④材科有良好的熱傳導(dǎo)性能．

通常，人們采用能滿足上述要求的鎢絲、鉑絲或鍍鉑鎢絲來制作熱線探針上的熱絲．

典型的熱線直徑為0．5—10 m，長度為1—3mm．這個尺寸主要從兩方面考慮：從提高熱線靈敏度來說，希望熱線直徑越細(xì)、長度較長為好，但這樣會使其機(jī)械強(qiáng)度和空間分辨率降低；從提高空間分辨率來說，希望熱線越短越好，但可能會影響測量的靈敏度．

熱線的兩端焊接到兩根叉桿的叉尖上，叉桿的另一端焊出引線，加上保護(hù)罩，叉桿與保護(hù)罩之間填入絕緣材料．叉桿通常由0．2－0．5mm直徑助不銹鋼制成，頂部直徑為0．05－0．1mm．叉桿嵌在陶瓷、尼龍或其它絕緣材料之中，外面包探針殼體．

2．熱膜探針

為了將熱敏測速技術(shù)應(yīng)用到液體流量的測量，發(fā)展了熱膜探針．它的機(jī)械強(qiáng)度較高，所以能適應(yīng)某些條件較惡劣的流場(如污水流動的流場等)．另外，它受振動的影響較小，電阻值可以由熱膜厚度調(diào)節(jié)，故較易與放大器匹配，可得到較高的信噪比．它的缺點是測量頻率范圍較窄，制作工藝復(fù)雜，工作溫度較低，這些均限制了它的應(yīng)用．

熱膜深針由熱膜、襯底、絕緣層和導(dǎo)線幾部分構(gòu)成．熱膜是用鉑噴濺在襯底上形成，厚度一般為0．1—1um左右．襯底是石英或硼酸玻璃做成的圓柱體．為了使熱膜與流體絕緣并防止被污染，在熱膜外還涂有厚度約1um左右的石英絕緣層．