[发明专利]一种恒压式热式风速测量方法

权利要求书

1.一种恒压式热式风速测量方法，其特征在于，是按步骤如下进行：

步骤1.选用满足150摄氏度下电阻与温度呈线性关系的材料制成金属丝并作为热丝探头；

步骤2.将金属丝置于待测风场中并对其两端施加电压U；

步骤3.在电压U不变的情况下，将所述金属丝的温度与待测风场中风速之间的函数关系转化为电流与风速的关系；

步骤4.测量所述金属丝上的电流I，并利用式(1)计算环境待测风场中的风速v：

式(1)中，μ是空气粘性系数，ρ是空气密度，d是热丝探头的直径，α是电阻温度系数，R₀是室温下金属丝电阻，是金属表面辐射率，σ是斯特凡玻尔兹曼常数，C₁是无风条件下的换热强度系数，C₂是强制对流下的换热强度系数，l是金属丝的长度，S是金属丝的横截面积。

2.根据权利要求1所述的一种恒压式热式风速测量方法，其特征在于，针对不同温度、湿度、气压，通过最小二乘法分别进行测定两个换热强度系数C₁和C₂，以形成数据库，用于对待测风场中所采集的实时温度、湿度、气压进行匹配查询。

3.根据权利要求1所述的一种恒压式热式风速测量方法，其特征在于，所述热丝探头为螺线形线圈。

4.根据权利要求1所述的一种恒压式热式风速测量方法，其特征在于，所述热丝探头的材料为金属镍。

5.根据权利要求1所述的一种恒压式热式风速测量方法，其特征在于，施加在金属丝两端的电压有多个挡位，且各挡位之间按如下步骤进行切换：

步骤a.设定施加在金属丝两端的电压包含M个档位，令任意第i个档位的最大临界电流为T_{i_max}、最小临界电流为T_{i_min}；当i＝1；令T_{i_min}＝0；当i＝M时，令T_{i_max}＝∞；i∈[1,M]；

步骤b.启动时，令i＝1；

步骤c.对金属丝两端施加第i个档位的电压并测量金属丝的电流；

步骤d.若电流大于T_{i_max}，则将i+1赋值给i后，返回步骤c顺序执行，若电流小于T_{i_min}，则将i-1赋值给i后，返回步骤c顺序执行，直到电流保持在T_{i_min}与T_{i_max}之间为止。