風(fēng)速的測定常用的儀器有杯狀風(fēng)速計、翼狀風(fēng)速計、卡他溫度計和熱球式電風(fēng)速儀。翼狀和杯狀風(fēng)速計使用簡便,但其惰性和機(jī)械磨擦阻力較大,只適用于測定較大的風(fēng)速。
1、構(gòu)造原理
一種能測低風(fēng)速的儀器,其測定范圍為0、05-10m/s。它是由熱球式測桿探和測量儀表兩部分組成。探頭有一個直徑0、6mm的玻璃球,球內(nèi)繞有加熱玻璃球用的鎳鉻絲圈和兩個串聯(lián)的熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上,直接暴露在氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過加熱圈后,玻璃球的溫度升高。升高的程度和風(fēng)速有關(guān),風(fēng)速小時升高的程度大;反之,升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶在電表上指示出來。根據(jù)電表的讀數(shù),查校正曲線,即可查出所的風(fēng)速(m/s)。
2、使用方法
①使用前觀察電表的指針是否指于零點,如有偏移,可輕輕調(diào)整電表的機(jī)械調(diào)整螺絲,使指針回到零點;
②將校正開關(guān)置于斷的位置;
③將測桿插頭插在插座上,測桿垂直向上放置,螺塞壓緊使探頭密封,“校正開關(guān)”置于滿度位置,慢慢調(diào)整“滿度調(diào)節(jié)”旋紐,使電表指針指在滿度位置;
④將“校正開關(guān)”置于“零位”,慢慢調(diào)整“粗調(diào)”、“細(xì)調(diào)”兩個旋紐,使電表指針指在零點的位置;
⑤經(jīng)以上步驟后,輕輕拉動螺塞,使測桿探頭露出(長短可根據(jù)需要選擇),并使探頭上的紅點面對對著風(fēng)向,根據(jù)電表度讀數(shù),查閱校正曲線,即可查出被測風(fēng)速;
⑥在測定若干分后(10min左右),必須重復(fù)以上③、④步驟一次,使儀表內(nèi)的電流得到標(biāo)準(zhǔn)化;⑦測畢,應(yīng)將“校正開關(guān)”置于斷的位置。
3、注意事項
①本儀器為一較精密的儀器,嚴(yán)防碰撞振動,不可在含塵量過多或有腐蝕性的場所使用。
②儀器內(nèi)裝有4節(jié)電池,分為兩組一組是三節(jié)串聯(lián)的,一組是單節(jié)的。在調(diào)整“滿度調(diào)節(jié)”旋紐時,如果電表不能達(dá)到滿刻度,說明單節(jié)電池已耗竭;在調(diào)整“粗調(diào)”、“細(xì)調(diào)”旋紐時,如果電表電表指針不能回到零點,說明三節(jié)電池已耗竭;更換電池時將儀器底部的小門打開,按正確的方向接上。
③儀器維修后,必須重新校正。
根據(jù)不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、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,如圖2.2所示。熱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)速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗熱線風(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。
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風(fēng)速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精確測量;風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較為理想;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到較佳結(jié)果。正確選擇風(fēng)速儀的流速探頭的一個附加標(biāo)準(zhǔn)是溫度,通常風(fēng)速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達(dá)+-70C。特制風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪探頭可達(dá)350C。皮托管用于+350C以上。
風(fēng)速儀的熱敏式探頭
風(fēng)速計風(fēng)速儀的熱敏式探頭的工作原理是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量,借助一個調(diào)節(jié)開關(guān),保持溫度恒定,則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關(guān)系。當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時,來自各個方向的氣流同時沖擊熱元件,從而會影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時,熱敏式風(fēng)速儀流速傳感器的示值往往高于轉(zhuǎn)輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計,甚至在低速時也會出現(xiàn)。因此,風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點應(yīng)至少在測量點前10×D(D=管道直徑,單位為CM)外;終點至少在測量點后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。(棱角,重懸,物等)
風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號,先經(jīng)過一個臨近感應(yīng)開頭,對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行“計數(shù)”并產(chǎn)生一個脈沖系列,再經(jīng)檢測儀轉(zhuǎn)換處理,即可得到轉(zhuǎn)速值。風(fēng)速儀的大口徑探頭(60mm,100mm)適合于測量中、小流速的紊流(如在管道出口)。風(fēng)速儀的小口徑探頭更適于測量管道橫截面大于探險頭橫截面貌一新100倍以上的氣流。
便攜式風(fēng)速儀是一款進(jìn)行湍流、能量平衡、梯度通量研究所必不可少的高性能便攜式風(fēng)速儀,目前已被廣泛應(yīng)用于專業(yè)氣象觀測系統(tǒng)、道路氣象站、建筑安全吹風(fēng)試驗、風(fēng)力發(fā)電研究、海洋風(fēng)力研究、通量系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。
便攜式風(fēng)速儀具有更加出眾的設(shè)計性能,能夠在更大的測量范圍內(nèi)為用戶提供更加精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)。
風(fēng)速測試有平均風(fēng)速的測試和紊流成分(風(fēng)的亂流1~150KHz、與變動不同)的測試。測試平均風(fēng)速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、及皮拖管式等。
便攜式風(fēng)速儀的探頭選擇
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:
低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風(fēng)速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精確測量;風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測量5至40m/s的流速效果理想;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到結(jié)果。正確選擇風(fēng)速儀的流速探頭的一個附加標(biāo)準(zhǔn)是溫度,通常風(fēng)速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達(dá)+-7攝氏度。特制風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪探頭可達(dá)35攝氏度。皮托管用于+35攝氏度以上。
便攜式風(fēng)速儀是一種能測低風(fēng)速的儀器,其測定范圍為0.05~10m/s。風(fēng)速計是由熱球式測桿探和測量儀表兩部分組成。探頭有一個直徑0.6mm的玻璃球,內(nèi)繞有加熱玻璃球用的鎳鉻絲圈和兩個串聯(lián)的熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上,直接暴露在氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過加熱圈后,玻璃球的溫度升高。
手持式風(fēng)速計的使用方法:
1、使用前觀察電表的指針是否指于零點,如有偏移,可輕輕調(diào)整電表的機(jī)械調(diào)整螺絲,使指針回到零點;
2、將校正開關(guān)置于斷的位置;
3、將測桿插頭插在插座上,測桿垂直向上放置,螺塞壓緊使探頭密封,“校正開關(guān)”置于滿度位置,慢慢調(diào)整“滿度調(diào)節(jié)”旋紐,使電表指針指在滿度位置;
4、將“校正開關(guān)”置于“零位”,慢慢調(diào)整“粗調(diào)”、“細(xì)調(diào)”兩個旋紐,使電表指針指在零點的位置;
5、經(jīng)以上步驟后,輕輕拉動螺塞,使測桿探頭露出(長短可根據(jù)需要選擇),并使探頭上的紅點面對著風(fēng)向,根據(jù)電表度讀數(shù),查閱校正曲線,即可查出被測風(fēng)速;
6、在測定若干分后(10min左右),必須重復(fù)以上3、4步驟一次,使儀表內(nèi)的電流得到標(biāo)準(zhǔn)化;
7、測畢,應(yīng)將“校正開關(guān)”置于斷的位置。
便攜式風(fēng)速儀產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于超聲風(fēng)速風(fēng)向系統(tǒng)。強(qiáng)健、穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)使得這些產(chǎn)品幾乎無需日常維護(hù),因此適用于各種環(huán)境。