[發明專利]一種恒壓式熱式風速測量方法

在審

• 申請號: 202210194557.8
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114518468A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 榮釗敏;朱志峰;沈煜渱
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01P5/12
• 分類號: G01P5/12;G01P1/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種恒壓式熱式風速測量方法，其特征在于，是按步驟如下進行：

步驟1.選用滿足150攝氏度下電阻與溫度呈線性關系的材料制成金屬絲并作為熱絲探頭；

步驟2.將金屬絲置于待測風場中并對其兩端施加電壓U；

步驟3.在電壓U不變的情況下，將所述金屬絲的溫度與待測風場中風速之間的函數關系轉化為電流與風速的關系；

步驟4.測量所述金屬絲上的電流I，并利用式(1)計算環境待測風場中的風速v：

式(1)中，μ是空氣粘性系數，ρ是空氣密度，d是熱絲探頭的直徑，α是電阻溫度系數，R₀是室溫下金屬絲電阻，是金屬表面輻射率，σ是斯特凡玻爾茲曼常數，C₁是無風條件下的換熱強度系數，C₂是強制對流下的換熱強度系數，l是金屬絲的長度，S是金屬絲的橫截面積。

2.根據權利要求1所述的一種恒壓式熱式風速測量方法，其特征在于，針對不同溫度、濕度、氣壓，通過最小二乘法分別進行測定兩個換熱強度系數C₁和C₂，以形成數據庫，用于對待測風場中所采集的實時溫度、濕度、氣壓進行匹配查詢。

3.根據權利要求1所述的一種恒壓式熱式風速測量方法，其特征在于，所述熱絲探頭為螺線形線圈。

4.根據權利要求1所述的一種恒壓式熱式風速測量方法，其特征在于，所述熱絲探頭的材料為金屬鎳。

5.根據權利要求1所述的一種恒壓式熱式風速測量方法，其特征在于，施加在金屬絲兩端的電壓有多個擋位，且各擋位之間按如下步驟進行切換：

步驟a.設定施加在金屬絲兩端的電壓包含M個檔位，令任意第i個檔位的最大臨界電流為T_{i_max}、最小臨界電流為T_{i_min}；當i＝1；令T_{i_min}＝0；當i＝M時，令T_{i_max}＝∞；i∈[1,M]；

步驟b.啟動時，令i＝1；

步驟c.對金屬絲兩端施加第i個檔位的電壓并測量金屬絲的電流；

步驟d.若電流大于T_{i_max}，則將i+1賦值給i后，返回步驟c順序執行，若電流小于T_{i_min}，則將i-1賦值給i后，返回步驟c順序執行，直到電流保持在T_{i_min}與T_{i_max}之間為止。