熱線風(fēng)速儀的工作原理可以清晰地分點(diǎn)表示和歸納如下：

工作原理概述

熱線風(fēng)速儀是將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器，其基本原理是通過(guò)將一根通電加熱的細(xì)金屬絲（稱為熱線）置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化從而引起電阻變化，進(jìn)而將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。

熱線風(fēng)速儀的工作模式

熱線風(fēng)速儀有兩種主要的工作模式：

1. 恒流式（定電流法）

• 通過(guò)熱線的電流保持不變。

• 當(dāng)氣體流過(guò)熱線時(shí)，會(huì)帶走一定的熱量，導(dǎo)致熱線溫度降低。

• 流速越大，帶走的熱量越多，熱線溫度降低得也越多。

• 溫度變化時(shí)，熱線電阻改變，兩端電壓變化，由此可以測(cè)量流速。

2. 恒溫式（定電阻法或定溫度法）

• 熱線的溫度保持不變（如保持150℃）。

• 通過(guò)改變加熱的電流來(lái)補(bǔ)充氣體帶走的熱量，使熱線溫度保持不變。

• 流速越大，所需加熱的電流也越大，根據(jù)所需施加的電流可以度量流速。

熱線風(fēng)速儀的特點(diǎn)

• 熱線長(zhǎng)度和直徑：熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2毫米范圍，直徑在1～10微米范圍，材料通常為鉑、鎢或鉑銠合金等。

• 熱膜風(fēng)速儀：若以一片很薄的金屬膜（厚度小于0.1微米）代替金屬絲，即為熱膜風(fēng)速儀，功能與熱絲相似，但多用于測(cè)量液體流速。

• 組合式熱線：熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測(cè)量各個(gè)方向的速度分量。

工作流程

1. 熱線加熱：熱線通過(guò)電流加熱，使其溫度高于周圍流體的溫度。

2. 熱量交換：當(dāng)流體流過(guò)熱線時(shí)，會(huì)帶走熱線的一部分熱量，導(dǎo)致熱線溫度降低。

3. 電信號(hào)輸出：熱線溫度的變化會(huì)引起電阻變化，從而改變熱線兩端的電壓，產(chǎn)生電信號(hào)。

4. 流速計(jì)算：通過(guò)分析熱線兩端電壓的變化，可以計(jì)算出流體的流速。

歸納

熱線風(fēng)速儀通過(guò)測(cè)量熱線在氣流中的溫度變化來(lái)推算出流體的流速，具有響應(yīng)速度快、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。其工作原理基于熱平衡原理，通過(guò)恒流式或恒溫式工作模式實(shí)現(xiàn)流速的準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)，熱線風(fēng)速儀的探頭設(shè)計(jì)小巧，對(duì)流場(chǎng)干擾小，適用于各種流體流速的測(cè)量。