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風(fēng)速風(fēng)向儀現(xiàn)場測量可以分為哪三種方式

點(diǎn)擊次數(shù):1548更新時間:2019-08-27
   風(fēng)速風(fēng)向儀其基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風(fēng)速計稱為“專線”。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對流熱交換理論,可導(dǎo)出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標(biāo)準(zhǔn)的專線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2mm;探頭直徑僅1μm,長為0.2mm。根據(jù)不同的用途,專線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強(qiáng)度,有時用金屬膜代替金屬絲,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。專線探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)是在專門的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的,測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動流場中進(jìn)行的,或在風(fēng)速風(fēng)向儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗專線風(fēng)速儀的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善。
 
  現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向儀測量按原理分主要有壓差式,葉輪式,熱球式三種
 
  壓差式是流體力學(xué)中測量流速的經(jīng)典方法,主要依靠皮托管和壓差計測量出動壓,再根據(jù)伯努力方程算出流速。此方法優(yōu)點(diǎn)是檢出限低,靈敏度高,但對流場均勻性要求較高,在環(huán)境中測量時容易因為流場不均勻而測不準(zhǔn),因此壓差法主要用在風(fēng)管中測量風(fēng)速。
 
  熱球式主要原理是探頭設(shè)定了一個恒定的溫度,空氣流過探頭后會帶走熱量,這時探頭會被加熱至設(shè)定溫度,此過程中會有電信號被儀器收集,并依此換算出風(fēng)速。此方法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,量程較大,適應(yīng)環(huán)境測量,缺點(diǎn)是探頭中連接熱球的鉑絲比較脆弱,在使用中若不小心容易造成探頭損壞,無法修復(fù)。目前國內(nèi)的熱球式風(fēng)速儀還是老式的風(fēng)速儀,建研院空調(diào)所已經(jīng)有了更先進(jìn)的替代技術(shù),將熱球換為陶瓷熱柱,強(qiáng)度比熱球好很多。
 
  葉輪式主要靠風(fēng)吹動葉輪轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生電磁信號來測量,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是儀器比較耐用,常用于長期測量,氣象觀測中所用的三杯式風(fēng)速風(fēng)向儀也是相同的原理,缺點(diǎn)是靈敏度稍差。
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