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風速風向儀現(xiàn)場測量可以分為哪三種方式

點擊次數(shù):1771更新時間:2019-08-27
   風速風向儀其基本原理是將一根細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,因此將金屬絲風速計稱為“專線”。當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)強迫對流熱交換理論,可導出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。標準的專線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、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行校準。靜態(tài)校準是在專門的標準風洞里進行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成標準曲線;動態(tài)校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速風向儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗專線風速儀的頻率響應,若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善。
 
  現(xiàn)場風速風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,因此壓差法主要用在風管中測量風速。
 
  熱球式主要原理是探頭設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定溫度,此過程中會有電信號被儀器收集,并依此換算出風速。此方法的優(yōu)點是靈敏度高,量程較大,適應環(huán)境測量,缺點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。目前國內(nèi)的熱球式風速儀還是老式的風速儀,建研院空調(diào)所已經(jīng)有了更先進的替代技術,將熱球換為陶瓷熱柱,強度比熱球好很多。
 
  葉輪式主要靠風吹動葉輪轉(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速風向儀也是相同的原理,缺點是靈敏度稍差。
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