三種風速測量儀及其工作原理

1.熱式風速儀(yi)

將流速信號轉變為(wei) 電信號的一種測速儀(yi) 器，也可測量流體(ti) 溫度或密度。其原理是，將一根通電加熱的細金屬絲(si) （稱熱線）置於(yu) 氣流中，熱線在氣流中的散熱量與(yu) 流速有關(guan) ，而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號。它有兩(liang) 種工作模式：①恒流式。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時，熱線電阻改變，因而兩(liang) 端電壓變化，

由此測量流速；②恒溫式。熱線的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。

熱線長度一般在0.5～2毫米範圍，直徑在1～10微米範圍，材料為(wei) 鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小於(yu) 0.1微米)的金屬膜代替金屬絲(si) ，即為(wei) 熱膜風速儀(yi) ，功能與(yu) 熱絲(si) 相似，但多用於(yu) 測量液體(ti) 流速。熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測量各個(ge) 方向的速度分量。從(cong) 熱線輸出的電信號，經放大、補償(chang) 和數字化後輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據後處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。熱線風速儀(yi) [1]與(yu) 皮托管相比，具有探頭體(ti) 積小，對流場幹擾小；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米／秒)等優(you) 點。

當在湍流中使用熱敏式探頭時，來自各個(ge) 方向的氣流同時衝(chong) 擊熱元件，從(cong) 而會(hui) 影響到測量結果的準確性。在湍流中測量時，熱敏式風速儀(yi) 流速傳(chuan) 感器的示值往往高於(yu) 轉輪式探頭。以上現象可以在管道測量過程中觀察到。根據管理管道紊流的不同設計，甚至在低速時也會(hui) 出現。因此，風速儀(yi) 測量過程應在管道的直線部分進行。直線部分的起點應至少在測量點

D（D=管道直徑，單位為(wei) CM）外；終點至少在測量點後4×D處。流體(ti) 截麵不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等）。

2.葉輪風速儀(yi)

風速計的葉輪式探頭的工作原理是基於(yu) 把轉動轉換成電信號，先經過一個(ge) 臨(lin) 近感應開頭，對葉輪的轉動進行“計數" 並產(chan) 生一個(ge) 脈衝(chong) 係列，再經檢測儀(yi) 轉換處理，即可得到轉速值。風速儀(yi) 的大口徑探頭（60mm,100mm）適合於(yu) 測量中、小流速的紊流（如在管道出口）。風速計的小口徑探頭更適於(yu) 測量管道橫截麵積大於(yu) 探頭橫截麵積100倍以上的氣流。

3.皮托管風速儀(yi)

18世紀為(wei) 法國物理學家H.皮托發明。的皮托管有一根端部帶有小孔的金屬細管為(wei) 導壓管，正對流束方向測出流體(ti) 的總壓力；另在金屬細管前麵附近的主管道壁上再引出一根導壓管，測得靜壓力。差壓計與(yu) 兩(liang) 導壓管相連，測出的壓力即為(wei) 動壓力。根據伯努利定理，動壓力與(yu) 流速的平方成正比。因此用皮托管可測出流體(ti) 的流速。在結構上進行改進後即成為(wei) 組合式皮托管，即皮托-靜壓管。它是一根彎成直角的雙層管。外套管與(yu) 內(nei) 套管之間封口，在外套管周圍有若幹小孔。測量時，將此套管插入被測管道中間。內(nei) 套管的管口正對流束方向，外套管周圍小孔的孔口恰與(yu) 流束方向垂直，這時測出內(nei) 外套管的壓差即可計算出流體(ti) 在該點的流速。皮托管常用以測量管道和風洞中流體(ti) 的速度，也可測量河流速度。如果按規定測量得到各截麵的流速，經過積分即可用以測量管道中流體(ti) 的流量。但當流體(ti) 中含有少量顆粒時，有可能堵塞測量孔，所以它隻適於(yu) 測量無顆粒流體(ti) 的流量。所以，皮托管也可以用於(yu) 測量風速及風的流量，這就是皮托管風速儀(yi) 的原理.

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