風(fēng)速計(jì)是測(cè)量空氣流速的儀器。它的種類較多，氣象臺(tái)站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)，它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個(gè)方向。整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
工作原理
風(fēng)速計(jì)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，。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí)，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(duì)流熱交換理論，可導(dǎo)出散失的熱量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(zhǎng)為2 mm;較小的探頭直徑僅1μm，長(zhǎng)為0.2 mm。根據(jù)不同的用途，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(shí)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。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(cè)量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中進(jìn)行的，或在風(fēng)速儀加熱電路中加上一脈動(dòng)電信號(hào)，校驗(yàn)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(cè)量范圍可以分為三個(gè)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的測(cè)量;風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭測(cè)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(gè)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)速儀表屬于安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)類的計(jì)量?jī)x表，是我國(guó)計(jì)量法規(guī)定的強(qiáng)制性檢定計(jì)量器具。除出廠銷售需要具備相應(yīng)的校準(zhǔn)報(bào)告，也需按JJG(建設(shè))0001-1992 《熱球式風(fēng)速儀檢定規(guī)程》的要求每年定期到國(guó)家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心或者中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑能源與環(huán)境檢測(cè)中心進(jìn)行定期校準(zhǔn)，并根據(jù)其出具法定校準(zhǔn)證書對(duì)儀器各方面進(jìn)行調(diào)整以獲得工作狀態(tài)。
除保持日常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性外，日常維護(hù)使用中還要注意以下幾點(diǎn):
1.禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風(fēng)速計(jì)。
2.禁止將風(fēng)速計(jì)探頭置于可燃性氣體中。否則，可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。
3.請(qǐng)依據(jù)使用說(shuō)明書的要求正確使用風(fēng)速計(jì)。使用不當(dāng)，可能導(dǎo)致觸電、火災(zāi)和傳感器的損壞。
4.在使用中，如遇風(fēng)速計(jì)散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙，或有液體流入風(fēng)速計(jì)內(nèi)部，請(qǐng)立即關(guān)機(jī)取出電池。否則，將有被電擊、火災(zāi)和損壞風(fēng)速計(jì)的危險(xiǎn)。
5.不要將探頭和風(fēng)速計(jì)本體暴露在雨中。否則，可能有電擊、火災(zāi)和傷及人身的危險(xiǎn)。
6.不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。
7.風(fēng)速計(jì)長(zhǎng)期不使用時(shí)，請(qǐng)取出內(nèi)部的電池。否則，將電池可能漏液，導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)損壞。
8.不要將風(fēng)速計(jì)放置在高溫、高濕、多塵和陽(yáng)光直射的地方。否則，將導(dǎo)致內(nèi)部器件的損壞或風(fēng)速儀性能變壞。
9.不要用揮發(fā)性液體來(lái)擦拭風(fēng)速計(jì)。否則，可能導(dǎo)致風(fēng)速儀殼體變形變色。風(fēng)速計(jì)表面有污漬時(shí)，可用柔軟的織物和中性洗滌劑來(lái)擦拭。
10.不要摔落或重壓風(fēng)速計(jì)。否則，將導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)的故障或損壞。
11.不要在風(fēng)速計(jì)帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則，將影響測(cè)量結(jié)果或?qū)е嘛L(fēng)速計(jì)內(nèi)部電路的損壞。
風(fēng)速計(jì)又叫風(fēng)速儀，是測(cè)量空氣流速的儀器，其可廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，如電力、鋼鐵、石化、節(jié)能等行業(yè)，日常生活中，很多行業(yè)都需要用到風(fēng)速計(jì)，如風(fēng)扇制造業(yè)、出海捕撈業(yè)、抽風(fēng)排氣供暖系統(tǒng)等，都需要用到風(fēng)速計(jì)進(jìn)行風(fēng)速、風(fēng)溫、風(fēng)量測(cè)量，以確保正常運(yùn)作。
風(fēng)速計(jì)使用注意事項(xiàng)
1、不要將探頭和風(fēng)速儀本體暴露在雨中。否則，可能有電擊、火災(zāi)和傷及人身的危險(xiǎn)。
2、不要在風(fēng)速儀帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則，將影響測(cè)量結(jié)果或?qū)е嘛L(fēng)速計(jì)內(nèi)部電路的損壞。
3、風(fēng)速儀長(zhǎng)期不使用時(shí)，請(qǐng)取出內(nèi)部的電池。否則，將電池可能漏液，導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)損壞。
4、不要用揮發(fā)性液體來(lái)擦拭風(fēng)速計(jì)。否則，可能導(dǎo)致風(fēng)速儀殼體變形變色。風(fēng)速計(jì)表面有污漬時(shí)，可用柔軟的織物和中性洗滌劑來(lái)擦拭。
5、不要將風(fēng)速計(jì)放置在高溫、高濕、多塵和陽(yáng)光直射的地方。否則，將導(dǎo)致內(nèi)部器件的損壞或風(fēng)速儀性能變壞。
6、不要摔落或重壓風(fēng)速儀。否則，將導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)的故障或損壞。
7、禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風(fēng)速計(jì)。
8、請(qǐng)依據(jù)使用說(shuō)明書的要求正確使用風(fēng)速儀。使用不當(dāng)，可能導(dǎo)致觸電、火災(zāi)和傳感器的損壞。
9、在使用中，如遇風(fēng)速計(jì)散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙，或有液體流入風(fēng)速計(jì)內(nèi)部，請(qǐng)立即關(guān)機(jī)取出電池。否則，將有被電擊、火災(zāi)和損壞風(fēng)速計(jì)的危險(xiǎn)。
10、不要拆卸或改裝風(fēng)速計(jì)。否則，可能導(dǎo)致電擊或火災(zāi)。
11、不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。
12、禁止將風(fēng)速儀探頭置于可燃性氣體中。否則，可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。
風(fēng)速計(jì)是測(cè)量空氣流速的儀器。它的種類較多，氣象臺(tái)站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)，它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分，空杯的凹面都順向一個(gè)方向。整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。今天先來(lái)介紹三種風(fēng)速儀： 1、熱式風(fēng)速儀 將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器，也可測(cè)量流體溫度或密度。其原理是，將一根通電加熱的細(xì)金屬絲(稱熱線)置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。它有兩種工作模式：①恒流式。通過(guò)熱線的電流保持不變，溫度變化時(shí)，熱線電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測(cè)量流速。②恒溫式。熱線的溫度保持不變，如保持150℃，根據(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛。 熱線長(zhǎng)度一般在0.5～2毫米范圍，直徑在1～10微米范圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風(fēng)速儀，功能與熱絲相似，但多用于測(cè)量液體流速。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(cè)量各個(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測(cè)量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程，擴(kuò)大測(cè)速功能，如同時(shí)完成瞬時(shí)值和時(shí)均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測(cè)量。熱線風(fēng)速儀[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對(duì)流場(chǎng)干擾小;響應(yīng)快，能測(cè)量非定常流速;能測(cè)量很低速(如低達(dá)0.3米/秒)等優(yōu)點(diǎn)。 當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí)，來(lái)自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測(cè)量時(shí)，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(cè)量過(guò)程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計(jì)，甚至在低速時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測(cè)量過(guò)程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測(cè)量點(diǎn)前10×D(D=管道直徑，單位為CM)外;終點(diǎn)至少在測(cè)量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋(棱角，重懸，物等)。 2、葉輪風(fēng)速儀 風(fēng)速計(jì)的葉輪式探頭的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，先經(jīng)過(guò)一個(gè)臨近感應(yīng)開頭，對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行“計(jì)數(shù)”并產(chǎn)生一個(gè)脈沖系列，再經(jīng)檢測(cè)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(cè)量中、小流速的紊流(如在管道出口)。風(fēng)速計(jì)的小口徑探頭更適于測(cè)量管道橫截面積大于探頭橫截面積100倍以上的氣流。 3、皮托管風(fēng)速儀 18世紀(jì)為法國(guó)物理學(xué)家H.皮托發(fā)明。比較簡(jiǎn)單的皮托管有一根端部帶有小孔的金屬細(xì)管為導(dǎo)壓管，正對(duì)流束方向測(cè)出流體的總壓力;另在金屬細(xì)管前面附近的主管道壁上再引出一根導(dǎo)壓管，測(cè)得靜壓力。差壓計(jì)與兩導(dǎo)壓管相連，測(cè)出的壓力即為動(dòng)壓力。根據(jù)伯努利定理，動(dòng)壓力與流速的平方成正比。因此用皮托管可測(cè)出流體的流速。在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)后即成為組合式皮托管，即皮托-靜壓管。它是一根彎成直角的雙層管。外套管與內(nèi)套管之間封口，在外套管周圍有若干小孔。測(cè)量時(shí)，將此套管插入被測(cè)管道中間。內(nèi)套管的管口正對(duì)流束方向，外套管周圍小孔的孔口恰與流束方向垂直，這時(shí)測(cè)出內(nèi)外套管的壓差即可計(jì)算出流體在該點(diǎn)的流速。皮托管常用以測(cè)量管道和風(fēng)洞中流體的速度，也可測(cè)量河流速度。如果按規(guī)定測(cè)量得到各截面的流速，經(jīng)過(guò)積分即可用以測(cè)量管道中流體的流量。但當(dāng)流體中含有少量顆粒時(shí)，有可能堵塞測(cè)量孔，所以它只適于測(cè)量無(wú)顆粒流體的流量。所以，皮托管也可以用于測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)的流量，這就是皮托管風(fēng)速儀的原理。
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