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熱式風速儀原理 風速儀是如何工作的

時間:2020-08-13    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

熱式風速儀原理

(由于部分圖片不能顯示,導致本文并不完整,詳細資料可點擊下載word文檔后閱讀) 1、原理簡介 熱線測速儀(Hot wire Anemometer,簡稱HWA),發(fā)明于20世紀20年代。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,因此將金屬絲稱為“熱線”。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,可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式 (D3.4.4a) 上式稱為金(L.V.King,1914)公式,R、I分別為熱線的電阻和流過的電流強度,ΔT為熱線與流體的溫度差,A、B為與流體和熱線有關(guān)的物理常數(shù)。考慮到熱線材料的電阻溫度特性,(D3.4.4a)式可化為   (D3.4.4b) 上式中U為熱線的輸出電壓,A’,B’為與熱線的電阻溫度系數(shù)有關(guān)的物理常數(shù),由實驗確定。這樣通過測量熱線兩端的電壓,即可確定流速。   2、探頭的結(jié)構(gòu)               21                            2。2        標準的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成,如圖2.1所示。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2 mm;最小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。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(guān)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,或在測速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗熱線測速儀的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補償線路加以改善。      熱線測速儀的優(yōu)點是(1)體積小,對流場干擾?。唬?)內(nèi)部設(shè)有溫度補償,在一定溫度范圍內(nèi)能夠保持高精度。(3)適用范圍廣。不僅可用于氣體也可用于液體,在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用;除了測量平均速度外,還可測量脈動值和湍流量;除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量。(4)頻率響應(yīng)高,可高達1 MH z。(5)測量精度高,重復性好。熱線測速儀的缺點是探頭對流場環(huán)境有一定要求。比如,測試環(huán)境要較潔凈,且測試探頭對環(huán)境溫度有一定要求。      熱線測速儀的主要用途是(1)測量平均流動的速度和方向。(2)測量來流的脈動速度及其頻譜。(3)測量湍流中的雷諾應(yīng)力及兩點的速度相關(guān)性、時間相關(guān)性。(4)測量壁面切應(yīng)力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的,原理與熱線測速相似)。(5)測量流體溫度(事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,然后根據(jù)測得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開發(fā)出許多專業(yè)用途
風速儀的校準維護

  風速儀表屬于安全防護、環(huán)境監(jiān)測類的計量儀表,是我國計量法規(guī)定的強制性檢定計量器具。除出廠銷售需要具備相應(yīng)的校準報告,也需按JJG(建設(shè))0001-1992《熱球式風速儀檢定規(guī)程》的要求每年定期到國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心或者中國建筑科學研究院建筑能源與環(huán)境檢測中心進行定期校準,并根據(jù)其出具法定校準證書對儀器各方面進行調(diào)整以獲得較佳工作狀態(tài)。

  除保持日常數(shù)據(jù)的準確性外,日常維護使用中還要注意以下幾點:

  1、禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風速計。

  2、禁止將風速計探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導致火災(zāi)甚至爆炸。

  3、請依據(jù)使用說明書的要求正確使用風速計。使用不當,可能導致觸電、火災(zāi)和傳感器的損壞。

  4、在使用中,如遇風速計散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風速計內(nèi)部,請立即關(guān)機取出電池。否則,將有被電擊、火災(zāi)和損壞風速計的危險。

  5、不要將探頭和風速計本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災(zāi)和傷及人身的危險。

  6、不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。

  7、風速計長期不使用時,請取出內(nèi)部的電池。否則,將電池可能漏液,導致風速計損壞。

  8、不要將風速計放置在高溫、高濕、多塵和陽光直射的地方。否則,將導致內(nèi)部器件的損壞或風速儀性能變壞。

  9、不要用揮發(fā)性液體來擦拭風速計。否則,可能導致風速儀殼體變形變色。風速計表面有污漬時,可用柔軟的織物和中性洗滌劑來擦拭。

  10、不要摔落或重壓風速計。否則,將導致風速計的故障或損壞。

  11、不要在風速計帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測量結(jié)果或?qū)е嘛L速計內(nèi)部電路的損壞。

標簽: 風速儀
風速儀 風速儀的校準維護_風速儀
風速儀的安裝

  風速儀是測量空氣流速的儀器,它的種類較多,氣象臺站常用的為風杯風速儀,它由3個互成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方向,整個感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上,在風力的作用下,風杯繞軸以正比于風速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),另一種旋轉(zhuǎn)式風速儀為旋槳式風速儀,由一個三葉或四葉螺旋槳組成感應(yīng)部分,將其安裝在一個風向標的前端,使它隨時對準風的來向,槳葉繞水平軸以正比于風速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

  風速儀的安裝:  一、對安裝地點的選擇:  1、不要把風速儀安裝在靠近高能雷達或無線發(fā)射器的旁邊??梢赃M行現(xiàn)場勘測,以確定當?shù)氐碾娮痈蓴_,不要與任何雷達掃描裝置在一個平面上安裝,至少應(yīng)該保持2m以上的距離;  2、建議和周圍一些無線電接受天線保持距離;  3、避免周圍建筑物比如樹、電線桿、高樓等這些可能會影響到氣流或產(chǎn)生紊亂的裝置,這可能對測量精度產(chǎn)生影響。可以安裝在盛行風的一側(cè);  4、按照世界氣象組織(WMO)給出的建議:風速儀安裝標準:在開闊地區(qū)超過地面10米以上,開闊地區(qū)的定義是風速儀和任何障礙物之間的距離是障礙物高度的10倍以上?! ?i>二、安裝注意事項:  1、確保CDBJ-F30J熱球風速儀根據(jù)用戶手冊正確接地;  2、確保線纜長度低于最大線纜長度限制,如果線纜割斷后又沒有正確的連接,或者線纜屏蔽線沒有很好維護,EMC(電磁兼容性)可能會降低;  3、不需要創(chuàng)建接地回路,根據(jù)安裝指導說明進行接線;  4、保證儀器在運行中的持續(xù)電源供應(yīng)?! ?i>三、線纜:  1、對線纜的要求: ?、贋榇_保傳輸?shù)男盘柌皇芡饨绲母蓴_,線纜必須加屏蔽,PVC外套,導線大小要求為(24AWG),如果儀器有加熱裝置,加熱電源導線大小要求為(18AWG); ?、谠谑褂猛扑]線纜、波特率9600下,最大線纜長度不能超過1km;  2、重要提示:  ①不要把線纜中的任何導線相互連接在一起,以免對儀器造成損害,裸露的導線必須屏蔽起來,不要把儀器0V、加熱、模擬輸出0V或數(shù)字輸出Data-連接到一塊或接地; ?、诮K端盒到主機系統(tǒng)的線纜類型必須符合如上規(guī)格,必須給線纜開出合適的管道或電纜槽,以避免機械裝置對線纜的傷害,必須使用束線夾或束線帶對線纜進行固定,以減少線纜對連接頭的拉扯?! ?i>四、接地:  為了正確操作,最大限度避免雷電損害,EC-A1必須通過安裝管正確接地,不完全接地將會降低EC-A1的性能,尤其在電磁干擾比較嚴重的地方,接地導線通過底部的M6螺孔與儀器連接,導線截面積最小6mm;  五、機械裝置:  1、儀器的固定  用戶可根據(jù)實際需要,靈活地選擇安裝方式,但必須保證儀器垂直放置,固定牢固;  2、方向的確定  儀器頂部標有指示箭頭,箭頭“N”相對應(yīng)于儀器的0°u30456X位,在安裝過程中,必須用精密的方向測定儀器先測定某個固定方向,“零位”指示箭頭依據(jù)這個方向來確定儀器的安裝方位,通常選擇指北安裝(或者指向其它方向安裝),然后固定好儀器。

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風速儀 風速儀的安裝_風速儀

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