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解析QDF-3型热球式风速仪，排除不能使用故障

sc360xp

2015/08/01

其他仪器综合讨论

热球式风速仪是一种测量低风速度的仪器，用在采暖、通风、生产控制区空气调节、气象、农业、冷藏、干燥、劳动卫生调查等方面。风速仪需按JJG（建设）0001-1992《热球式风速仪检定规程》的要求每年到有关部门进行定期校准，保证仪器的正常使用。
一台QDF-3型热球式风速仪送外检，被判定为不合格，检测单位也不说明那些项目不合格。车间送来检查一下，仪器外观：

2009年1月出厂的产品：

一、仪器工作原理
热球式风速仪基本原理是将一根细的金属丝放在气流体中，通电流加热金属丝，使其温度高于流体的温度，因此将金属丝风速仪称为“热线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论，可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。
QDF-3型热球式风速仪由热球式探头和电磁仪表两部分组成。用电流表读数表示气流的速度。

仪器电路原理图如下：Q是热球式探头，上部是热电偶，下部是加热线圈；G是量程为150μA的直流电流表；E1（1.5V）是电流表工作电池，E2（4.5V）是传感器探头镍铬丝线圈加热电池组；S是波段开关、调档位功能；P1～P2是加热回路电流调整电位器，P3～P7是电流表回路调整电位器。

该风速仪用电量较大，可以外接稳压电源使用、工作更稳定，电路图如下：

二、拆机
仪器各部位名称：

指示表头采用直流微安电流表，满度电流为150μA，刻度线有两条，外圈0～10米/秒，内圈5～30米/秒：

传感器探头：

扣住探头顶部的螺帽，向上拉出传感器：

传感器的护套是敞开式，便于传感器与气体流动介质接触：

传感器是一个直径约0.8毫米的玻璃球。球内绕有加热用的镍铬丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在磷铜质支柱上，直接暴露在气流中，当一定大小的电流通过加热线圈后，玻璃球的温度升高，升高的程度和气流的速度有关，流速小时升高的程度大，反之升高的程度小。温度升高程度的大小通过热电偶产生热电势在微安电流表上指示出来。探头微距图如下：

取走放置探头的泡沫垫，下面是电池盒，放置4节1号电池：

打开仪器面板：

面板固定螺丝下面居然是木块！这也太简陋了：

面板背面分布的元件，由于电路简单，直接固定在铝板上：

四只外部调节电位器采用WX（线绕）系列，比较耐用：

这三只机内调节电位器采用WX（线绕）系列锁紧电位器，出厂前调好参数就锁紧，一般不要改动：

切换测量档位的陶瓷波段开关：

电源切换开关（转换机内或机外供电）：

接线排，只有两只电阻，可以看出该机实际结构与电路图对比，还精简了三只电阻：

三、排除故障
先取下电池，不插入探头。

1、检查探头。仔细察看外观，没有断线；再用万用表1K档测量探头插头，热电偶引线脚之间应导通（见下图），加热线圈引线脚之间应导通，热电偶引线脚与加热线圈引线脚之间应不导通，各引线脚与插头外壳不得导通。

2、检查微安电流表头，将风速仪档位开关置于2档或以上档位，用万用表R×1K档测量微安电流表头接线柱（千万不要用R×100、R×10、R×1等档位！避免测量电流过大烧坏仪器的微安电流表头），万用表和微安电流表头的指针都有指示，说明微安电流表头是好的，若无指示，则微安电流表头有故障。

3、检查档位开关、各电位器，分别旋转一下，看看有无异常，一般来讲，由于使用频率不高，这些元件不会有故障。
4、检查机内各接线是否良好，有无断线。
5、本机故障
检查发现电池盒有一处生锈，是加热线圈回路（4.5V电源），由于接触不良，仪器传感器加热线圈无法加热，故不能正常工作：

除锈处理后，排除接触不良故障，恢复仪器工作。
6、其它故障案例
本机热元件使用电池供电，较为耗电，长时间工作，电池电压降会影响准确性，应按说明书要求，每工作10分钟，自身调校一次。或外接稳压电源工作。
探头中的传感器是敞开式，使用中应小心保护。当传感器引线被弄断后，仪器不能正常工作。
仪器在使用过程中摔地后，不能工作，微安电流表头可能摔坏。

附：使用注意事项（摘编网上资料综述）
通过对热球式风速仪的拆解，了解其结构和工作原理，由于有电加热元件，在使用中，应注意以下几点：
　　1.禁止在可燃性气体环境中使用风速仪。
　　2.禁止将风速仪探头置于可燃性气体中。否则，可能导致火灾甚至爆炸。
　　3.在使用中，如遇风速仪散发出异常气味、声音或冒烟，或有液体流入风速仪内部，请立即关机取出电池。
　　4.不要将探头和风速仪本体暴露在雨中。否则，可能有电击、火灾和伤及人身的危险（特别是使用稳压电源时）。
　　5.不要触摸探头内部传感器部位，容易污染探头和造成探头损坏。

6、风速仪不使用时，应取下探头收纳好、将档位开关置于“断”档，防止电池过渡放电损坏，关好铝箱。
　　7.风速仪长期不使用时，应取出内部的电池。否则，电池可能漏液，导致风速仪损坏。
　　8.请依据使用说明书的要求正确使用风速仪。使用不当，可能导致触电、火灾和传感器的损坏。

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wccd1

第1楼2015/08/01

介绍的很详细，不错的维修资料。

0

荷花仙子

第2楼2015/08/10

自己能维修仪器室一种本事

0

wccd1

第3楼2015/08/12

折腾了一圈，结果是电池夹生锈了。从原理上讲如果电池不能用，用外接电源也可以工作的。

0

大陆

第4楼2015/08/19

传感器玻璃球上好像有些脏，是什么物质附着了吗？

0

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