열구 풍속계는 열역학 원리를 바탕으로 풍속을 측정하는 정밀 기기로, 핵심 공정 원리는 가열 소자와 기류의 열교환 관계를 통해 풍속 측정을 실현한다.
1. 핵심 측정 원리
열구풍속계는 강제대류방열원리를 채용하는데 그 측정과정은 다음과 같은 물리법칙에 근거한다.
1. 열평형방정식: 항정전류가 가열소자를 통과할 때 소자의 온도가 열평형상태로 상승하는데 이때 가열공률은 자연대류방열공률과 같다.
2. 풍속-방열 관계: 기류 속도가 증가하면 강제 대류 방열 효과가 강화되어 가열 소자의 온도가 떨어지게 되는데, 이러한 온도 변화는 풍속과 비선형 함수 관계를 보인다.
3. 열전쌍 피드백: 온도 변화는 열전쌍을 통해 열전동세 신호로 전환되며, 회로 증폭을 거친 후 계기에 풍속값을 표시한다.
2. 핵심 어셈블리 프로세스
1. 헤드 구조
유리구체: 직경 0.6-0.8mm의 정밀유리구, 내부봉장 니켈크롬사 가열코일과 직렬열전지
열전지 배열: 냉단이 기류에 직접 노출되는 인동 기둥 구조를 사용하여 온도 응답 민감도를 확보한다
마이크로화 패키지: 특수 유리 용접 공정을 통해 가열 소자와 온도 측정 소자의 마이크로화 집성을 실현한다
2. 회로 시스템
항류원 회로: 안정적인 가열 전류 (일반적으로 0.1-1A) 를 제공하여 초기 열 균형 상태를 확보한다
신호 조정 회로: 증폭, 필터 및 온도 보상 모듈을 포함하여 환경 온도 영향 제거
교정 시스템: 내장 기계 조정 0과 만도 조절 다이얼, 현장 교정 지원
3. 워크플로우
1. 예열단계: 전원을 연결한후 니켈크롬사는 유리공을 작업온도 (보통 50~100 ℃) 까지 가열한다.
2. 열 균형 수립: 기류가 없을 때 시스템은 자연 대류 방열 균형 상태에 도달한다
3. 풍속 측정:
기류가 통과할 때 열을 가져가면 유리구슬의 온도가 떨어진다
열전지 출력 전세 변화, 회로를 통해 풍속 신호로 변환
계기는 대응 풍속치를 표시한다(측정범위 0.05-30m/s)
4. 동적 응답: 시스템 열 관성이 작고 응답 시간<1초, 순간 풍속 측정에 적합
4. 기술특징
1. 고감도: 0.05m/s의 미풍을 측정할 수 있어 에어컨 시스템 등 저풍속 측정에 적합하다
2. 빠른 응답: 핫볼 지름이 작고 열 용량이 낮으며 동적 응답이 빠르다
3. 광량량정비: 량정비는 1: 600에 달하여 부동한 풍속환경에 적응한다
4. 온도 보상: 냉단 온도 모니터링을 통해 환경 온도 영향 제거
5. 마이크로프로브: 헤드의 직경 <1mm, 좁은 공간에 깊이 들어가 측정할 수 있다
이 기기는 특히 자동차 에어컨 송풍구, 실험실 환기시스템 등 저풍속을 정확하게 측정해야 하는 장소에 적용된다.사용 시 정기적으로 교정하여 유리공 오염이 측정 정밀도에 영향을 주지 않도록 주의해야 한다.
