高精度三維超聲風速儀是在湍流空氣動力研究領(lǐng)域測定三維超聲風速的儀器，它以空氣動力學與其形體結(jié)構(gòu)特征設(shè)計為理念，以超聲脈沖物理學為其測定原理。有10厘米垂直測量路徑，可輸出三維正交風速和超聲溫度，至大輸出頻率為50Hz，有模擬和數(shù)字兩種輸出方式。

 

　　依據(jù)強制對流熱替換理論，可導出熱線消散的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。金屬絲一般用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。經(jīng)用的絲直徑為5μm，長為2mm，較小的探頭直徑僅1μm，長為0.2mm。依據(jù)不同的用處，熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了減少強度，有時用金屬膜替代金屬絲，通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜，稱為熱膜探頭。

 

　　熱線探頭在使用前必需實行校準，靜態(tài)校準是在專門的規(guī)范風洞里實行的，測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成規(guī)范曲線，動態(tài)校準是在已知的脈動流場中實行的，或在加熱電路中加上一脈動電信號，校驗儀器的頻率響應(yīng)，若頻率響應(yīng)不好可用相應(yīng)的補償線路加以改善。

 

　　在距測風儀器一定距離的兩端各置一對超聲波發(fā)射器和接收器，超聲波從發(fā)射器到接收器逆風傳播時間與順風傳播時間之差與該距離上風速分量成正比，而逆風傳播與順風傳播時間之和與該距離上空氣溫有關(guān)。通過電子線路測得時間差和時間之和就可求得風速。在東西、南北、垂直方向上各放置兩對聲發(fā)射器和接收器，就可分別測量出3個方向上的風速分量。聲波傳播速度與氣溫有關(guān)，測量結(jié)果需做溫度訂正。