专利名称：一种低风速测量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量风速的传感器，尤其是关于一种低风速测量的传感器。
背景技术：
在测量大气风速参数或密闭管道工矿风速参数时，现有技术采用多点布设风 速管的方式进行测量，该方法安装点多、需密闭处理的点多同时也不适合低风速
的测量。
低风速的测量，特别是lm/s 15m/s的超低风速高精度测量，由于风速较低 且不稳定， 一直是一个技术难题。
现在，通常采用的差压式测风速法，但测量误差较大。 一则原因低风速下， 产生的差压较小，差压信号响应迟滞；二则原因在工矿气体条件下，低风速、 风量参数的变化受到气体其它状态参数(如压力、温度、湿度、密度、黏度等) 的影响更为复杂。为了准确测量风速、风量参数，现场一般采用温、湿度及压力 补偿办法，但由于两组参数测量点的不同和测量状态非动态同歩，测量准确度受 到较大限制。
实用新型内容
为了解决现有技术难以实现对超低风速的高精度测量问题，本实用新型提供 了一种简单、方便且能实现对超低风速的高精度测量的风速测量传感器。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案 一种低风速测量传
感器，其包括信号处理单元、风速测量探头及连接二者的法兰，其中，所述风速
测量探头为中空的管体，其顶端内设有增速孔、电阻丝和热探头，且该电阻丝和
热探头通过管体内的信号弓I线与信号处理单元连接，该增速孔和电阻丝以及热探
头基本处于同一面上。
所述低风速测量传感器包括一湿度测量头，所述湿度测量头与风速测量头并
列设置在法兰上，并通过法兰与信号处理单元相接。
所述增速孔为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径。所述电阻丝为铂金丝。
所述热探头为热敏电阻、热电偶或铂电阻。
本实用新型低风速测量传感器通过在风速测量探头顶端设置增速 L、电阻丝 以及热探头，可以将超低风速先增速转换，然后通过风速对热探头周围温度的影 响来实现对风速的测量。本实用新型低风速测量传感器的结构简单，成本低廉， 性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量。同时还集成设有湿度测量探头， 可对空气湿度进行实时测量，因此实用性强，适用于大气参数测量或密闭管道工 矿气体状态参数的测量。
图1是本实用新型低风速测量传感器一较佳实施方式的结构示意图； 图2是图1的局部剖视其中，1-信号处理单元、2-风速测量探头、3-管体、4-引线、5-法兰、6-湿度测量
探头、7-增速孔、8-电阻丝、9-热探头。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
对本实用新型做进一歩详细说明。
请同时参阅图1和图2，其分别是本实用新型低风速测量传感器一较佳实施 方式的结构示意图和局部剖视图。所述低风速测量传感器包括信号处理单元1、 风速测量探头2、湿度测量探头6及法兰5，其中，所述风速测量探头2与湿度 测量探头6平列设置在一圆形法兰5上，并通过法兰5与信号处理单元相连。所 述风速测量探头2为中空的管体3，其顶端内设有增速孔7、电阻丝8和热探头 9，其中，该增速孔7和电阻丝8以及热探头9处于同一面上，且该电阻丝8和 热探头9通过管体3内的信号引线4与信号处理单元1相连。
所述低风速测量传感器包括一湿度测量头6，所述湿度测量头6与风速测量 头2并列设置在法兰5上，并通过法兰5与信号处理单元1相接。
所述增速孔7为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径，因此超低风速穿过增速 孔时，其速度较增大。而且增速孔7进出口两端的风速可通过其内外侧孔径的大 小关系进行换算。因此在实际测量时，先将超低风速转换成速度较高的风速，并 将测量结果换算成超低风速，从而在方便测量的同时保证测量精度。
所述信号处理单元1为一方形壳体，该方形壳体上设置信号处理电路板和信 号输入、输出接口，以及温度、压力、湿度零点和满度调解电位器。另外，由于所述低风速测量传感器实际使用时，常固定在封闭管或飞机外壳上，因此该方形 壳体通过连接一矩形法兰与封闭管或其他固定部件如飞机外壳相连。
而所述湿度测量头6在测量风速的同时，对空气湿度进行测量，从而提高装
置的集成度和实用性，并通过测量湿度参数，可以给风速计算提供补偿。
本实施方式中，所述电阻丝8为铂金丝，该铂金丝两端接恒定的加热电流，
流行铂金丝的电流在铂金丝上发热，从而在风速测量探头2的顶端产生一个具有
一定强度的温度场。所述热探头9为热敏电阻，其探测到铂金丝所产生的热量后，
产生电压信号，并通过信号引线4输入信号处理单元1，并由信号处理单元l将
热探头得到的电压信号进行放大输出。另外，所述信号引线4为集成引线，其内
集成有电阻丝8及热探头9分别与信号处理单元相连的引线。
本实用新型低风速测量传感器的工作时先通过增速孔7对风速进行增速，
所通过增速孔7的气流将吹散电阻丝8的温度场，使热探头9的工作环境温度下
降，从而导致热探头9两端的热电势发生变化，因此信号处理单元l可以得到一个
电压变化值，该值为风速的函数。因此通过热电势的测量可以计算出相应的风速值。
另外，本实用新型低风速测量传感器电阻丝8不限于使用铂金丝、也可为铜 丝、钨丝或其他金属丝，惟其发热效果稳定即可。另外，所述热探头9也可以为 热电偶、铂电阻或其他热温度传感器，只要其对温度敏感即可。
综上所述本实用新型低风速测量传感器通过在风速测量探头顶端设置增速 孔、电阻丝以及热探头，可以将超低风速先增速转换，然后通过风速对热探头周 围温度的影响来实现对风速的测量。同时可以测量气体湿度，从而给风速测量提 供补偿，以提高测量精度。本实用新型低风速测量传感器可对lm/s 15m/s的超 低风速进行测量，其精度为0.5级。因此本实用新型低风速测量传感器的结构简 单，成本低廉，性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量，实用性强，适用 于大气参数测量或密闭管道工矿气体状态参数的测量。
权利要求1.一种低风速测量传感器，包括信号处理单元(1)、风速测量探头(2)及连接二者的法兰(5)，其特征在于所述风速测量探头(2)为中空的管体(3)，其顶端内设有增速孔(7)、电阻丝(8)和热探头(9)，且该电阻丝(8)和热探头(9)通过管体(3)内的信号引线(4)与信号处理单元(1)连接，该增速孔(7)和电阻丝(8)以及热探头(9)基本处于同一面上。
2. 如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于包括一湿度测量 头(6)，所述湿度测量头(6)与风速测量头(2)并列设置在法兰(5)上，并 通过法兰(5)与信号处理单元(1)相接。
3. 如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于所述增速孔(7) 为圆台孔，其外侧孔径大于内侧孔径。
4. 如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于所述电热丝(8) 为热电阻丝或钼金丝。
5. 如权利1要求所述的低风速测量传感器，其特征在于所述热探头(9) 为热敏电阻、热电偶或铂电阻。
专利摘要一种低风速测量传感器，其包括信号处理单元(1)、风速测量探头(2)及连接二者的法兰(5)，其中，所述风速测量探头(2)为中空的管体(3)，其顶端内设有增速孔(7)、电热丝(8)和热探头(9)，且该电热丝(8)和热探头(9)通过管体(3)内的信号引线(4)与信号处理单元(1)连接，该增速孔(7)和电热丝(8)以及热探头(9)基本处于同一面上。本实用新型低风速测量传感器的结构简单，成本低廉，性能可靠，精度高，可实时提供空气流速参量。同时还集成设有湿度测量探头，可对空气湿度进行实时测量，因此实用性强，适用于大气参数测量或密闭管道工矿气体状态参数的测量。
文档编号G01D21/02GK201413338SQ20092015823
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者杨世杰 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所