用于调节引线风力计的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有单条引线或ｎ条相互平行的引线（ｎ＞１）的风力计探针，用于近壁测量，对于每条引线，包括：ａ）用于将引线保持在适当位置的两个引脚（４、６），每个引脚的端部包括用于定位并紧固引线的平坦区（４３）；以及ｂ）引线（２）的笔直部分，钎焊至用于定位并紧固引线的所述平坦区（４３）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于执行近壁风力测量的探针的领域。更具体地，其涉及热线或冷线风力计类型的探针或装置。其还涉及制造这种探针的方法。其还涉及用于调节这种探针的供电(supply)和测量的装置。将首先简要地回忆热线风力测定的原理根据此技术，用焦耳效应加热直径大体是2至5μπι的等级的非常细的金属引线(metal wire)。如果将该引线放在温度低于引线温度的流动中，则引线被强制对流冷却。流动流体的速度和/或温度的波动造成引线的温度的变化，并由此造成其电阻的变化。正是所述变化在测量中被有益地利用。可以通过电路以不同的方式供应在引线的水平处释放并由此在所述引线与周围环境之间进行交换的电功率，这使得可以定义三种类型的风力计-恒电流风力计，-恒温风力计，-恒压风力计。在壁附近进行的测量非常特殊，因为壁通过其存在而影响速度测量。这导致对速度值的过度估计。用以下方式从物理意义上解释此过度估计。因为引线被过度加热，所以引线被扩散热点包围。当引线与壁之间的距离变得小于包围引线的所述热点的尺寸时，随后出现到壁的能量转移。对于引线，这导致所转移的能量的增加，与没有壁时所执行的校准相比，转移能量的增加与所测量的速度的增加相等。此过大速度的现象从y+ = 6等级的距离壁的一维距离来表明其本身(将y+定义为是到壁的距离除以运动粘度再乘以摩擦速度的乘积)。 已经用不同的分析校正来校正被此壁桥接现象影响的测量结果。就这些校正方法根据预期结果来构造(无例外)而言，这些校正方法都具有严重的缺点。因此，其不适用于未确定的流动情况。示意性地，在Ligrani和Bradshaw在1987年的文献中描述并在图1中示出的一种已知的探针，包括由具有10%的铑的钼合金制成的金属引线200(直径0. 625 4!11的热线)。 电流在所述金属引线的有源部分600(加热长度)中通过所述引线，并且，所述引线具有“U” 形形状。将此引线紧固至由Araldite 450粘合剂保持在一起的两个点400、600的端部。通过引线在所述点上的两个焊点(用锡)220获得所述紧固。两个引脚的端部之间的间距e是0. 5mm的等级。如在图1中可能会看到的，为了中和引脚的这种会聚所造成的阻挡效应，引线限定了一平面，与由点400、600限定的平面相比，该平面以大约15°的角度α倾斜。阻挡效应是流动上的扰动，由于引脚的端部过于靠近而产生。所述扰动影响在有源部分600的水平上进行的任何测量。因此，一个问题是能够制造改进这种探针的性能的探针。特别地，图1的类型的探针具有抵抗振动和灵敏度方面的问题。所面临的测量类型的另一方面是过滤效应。当有源区域过于重要时，此效应显现， 提供平均的或综合的测量，而不是点测量。然而，为了限制此过滤现象，一个解决方案在于减小引脚之间的间距，以减小引线的长度。然而，将回忆到，如上面已经指出的，出现阻挡效应，其在流动上造成引脚过于靠近，如 Comte—Bellot 等人在名为"On aerodynamic disturbances caused by single hot-wire probes”(ASME，J，Applied Mechanics，vol. 38，767-774，1971)的文章中说明的。在商业上可获得的装置中，也未发现能够解决上述问题的探针，例如，Dantec或 TSI公司所出售的探针。因此，已知的探针(包括商业上可获得的测定风力的组件(典型地，与恒温风力计相关联的2. 5 μ m直径的探针)，在很大程度上不足以测量小规模的湍流，并且，完全不适合近壁测量，例如那些希望执行的。最后，此类型探针的生产提出许多技术问题，其中大部分是未解决的。因此，本专利技术提出的一个问题是，寻找一种可以可再生产的方式获得表现出非常好性能的探针的制造方法。本专利技术提出的另一问题是，寻找一种用于以恒定电流调节并对电线风力计供电的直ο一个具体的操作是被称为“冷线操作”的操作。这包括恒流操作模式，在该模式中， 引线被供以的电流非常小。冷线风力计是已知的。在这些已知装置中，供电装置包括与弓丨线串联布置的大电阻R，为了当流动速度变化时，在所述引线中保持恒定的电流强度Iw。将引线集成至惠斯登电桥，以精确地测量其电阻Rw ；在电桥的顶点收集输出信号。恒流风力计具有优点。可自由地选择过度加热，其对于温度波动的研究非常重要。 还可能通过以下方式来测量背景噪声用固定电阻器代替引线，然后进行对于测量来说将是必须的校正。另一方面，输出信号以重要的方式被放大。测量原理的通带受到引线的热惯性的影响。在此类型的操作中，使对引线供电的电流趋向于零值，以尽可能少地加热引线。因此，不再通过对流来冷却引线(就未将其加热来说)，并且，根据以下关系，引线通过其电阻 Rg 的值的偏差，变得对周围环境的温度T独特地敏感R 弓丨线=R0 其中，Rtl是探针在参考温度下的电阻，α是电阻随着温度演变的系数。在此类型的操作中，温差较小，并且，对引线供应的电流非常弱。其只能用来测量引线的端子处的电压，以上升至其电阻值。其通常是50至200 μ A的等级。因此，由焦耳效应对引线的加热是可忽略的，这是为什么将所述风力计叫做冷线风力计的原因。以下是此类型的操作所引起的一个问题所测量的温度偏移，因此必须将探针与热电偶相关联，以测量平均温度
技术实现思路
本专利技术提出了对这些问题的解决方案。本专利技术首先涉及一种用于以恒电流调节电线风力计的装置，包括-用于供电的装置和用于调节引线和参考电阻的供应电流的装置，-用于确定探针的引线端子处的信号与参考电阻端子处的信号之间的差异的装置，-用于维持装置的恒温的装置。可以将此调节装置应用于如下所述的探针，或替代地应用于其他类型的风力计探针。但是，用如下所述的探针可获得特别令人感兴趣的结果。例如，弓丨线和参考电阻器是以电流反射镜方式安装的。用于调节供应电流的装置优选地包括安装有二极管的调节晶体管和一电位计。本专利技术还涉及一种具有冷线的温差式风力计，包括-风力计，例如，具有上面已经描述的结构，-以及如上所述的调节装置。根据一个特定的实施方式，根据本专利技术的电线风力计包括a)用于将引线保持在适当位置的两个引脚，每个引脚的端部包括用于定位并紧固引线的平坦区，b)引线的笔直部分，钎焊至用于定位并紧固引线的所述平坦区上。引脚的端部可以至少等于4mm的距离隔开。引线可以包括直径d在0.35与0.6μπι之间的中央芯线、和长度1在0. 4mm与 0. 5mm之间的护套，该护套在引线的一部分上去除，叫做敏感区。可以将引线钎焊至锡铅类型钎焊的引脚上。为了解决引线的有源部分破坏的问题，其可具有弯曲的轮廓。 可以将引脚紧固至有减振封套的探针本体。本专利技术还涉及一种用于测量流动流体中的温度的方法，包括使用如上所述的温差式风力计，且没有附加的热电偶。特别地，根据本专利技术，能通过温差式风力计来测量温度变化和平均温度。根据另一方面，本专利技术还使得可能制造这样的探针，其包括直径非常小的引线，以及在弓I脚之间具有非常大的间距。因此，本专利技术使得能以可再生产的方式、通过直径为0. 35,0. 5或0. 625 μ m的引线来制造探针。因此，本专利技术还涉及一种用于近壁测量的具有η条引线(n ^ 1)的风力计探针，对于每条引线，包括a)用于将引线保持在适本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于以恒定电流调节引线风力计（２）的装置，包括：－用于供电的装置（１１０）和用于调节所述引线和参考电阻（１１２）的供应电流的装置（１１４、１１６），－用于确定所述探针的引线的端子处的信号与所述参考电阻的端子处的信号之间的差异的装置（１２０），－用于维持所述装置的恒温的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让保罗·莫罗，
申请(专利权)人：法国原子能及替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：FR