風(fēng)速計(jì)是測(cè)量空氣流速的儀器。它的種類(lèi)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)。用戶(hù)應(yīng)該怎樣使用風(fēng)速計(jì)進(jìn)行風(fēng)量和風(fēng)速的測(cè)量呢?
A、風(fēng)量、風(fēng)速檢測(cè)必須首先進(jìn)行。各項(xiàng)凈化效果都是在設(shè)計(jì)的風(fēng)量、風(fēng)速下獲得。
B、檢測(cè)前檢查風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，必須實(shí)地測(cè)量被測(cè)風(fēng)口、風(fēng)管的尺寸。
C、對(duì)于單向流(層流)潔凈室，采用室截面平均風(fēng)速和潔凈積乘積的方法確定風(fēng)量。
(取離高效過(guò)濾器0.3m垂直于氣流處的截面作為采樣截面，按照測(cè)試點(diǎn)間距不宜大于0.6m在截面上設(shè)置不少于5個(gè)測(cè)試點(diǎn)，所有讀數(shù)的算術(shù)平均值作為平均風(fēng)速。)垂直單向流(層流)潔凈室的測(cè)定截面取據(jù)地面0.8m～1m的水平截面;水平單向流(層流)潔凈室的測(cè)定截面取據(jù)送風(fēng)面0.5m～1m的垂直截面;截面上測(cè)試點(diǎn)數(shù)量應(yīng)不少于10個(gè)，間距不應(yīng)大于2m，均勻布置;
D、對(duì)于安有過(guò)濾器的風(fēng)口，以風(fēng)口截面平均風(fēng)速和風(fēng)口凈截面積的乘積確定風(fēng)量。(在風(fēng)口截面或引用輔助風(fēng)管的截面上按不少于6個(gè)均勻布置的測(cè)試點(diǎn)得出平均風(fēng)速。)
E、對(duì)于風(fēng)口上風(fēng)側(cè)有較長(zhǎng)的支管段且已經(jīng)或可以打孔時(shí)，可以用風(fēng)管法確定風(fēng)量。(在出風(fēng)口前不小于3倍管徑或3倍大邊長(zhǎng)度處打孔;)
F、對(duì)于矩形風(fēng)管，將測(cè)定截面分成若干個(gè)相等的小截面，每個(gè)小截面盡可能接近正方形，邊長(zhǎng)不大于200mm，測(cè)試點(diǎn)位于小截面中心，但整個(gè)截面上不宜少于3個(gè)測(cè)試點(diǎn);對(duì)于圓形風(fēng)管，應(yīng)按等面積圓環(huán)法劃分測(cè)定截面和確定測(cè)試點(diǎn)數(shù);在風(fēng)管外壁上開(kāi)孔，插入熱式風(fēng)速計(jì)探頭或皮托管。(通過(guò)測(cè)動(dòng)壓，換算為風(fēng)量。)
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;
因此將金屬絲風(fēng)速計(jì)稱(chēng)為“熱線(xiàn)”。
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。
風(fēng)速儀日常維護(hù)注意事項(xiàng)
風(fēng)速儀除保持日常數(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(shū)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)是測(cè)量空氣流速的儀器。它的種類(lèi)較多，氣象臺(tái)站經(jīng)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(chēng)熱線(xiàn))置于氣流中，熱線(xiàn)在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線(xiàn)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(xiàn)的電流保持不變，溫度變化時(shí)，熱線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)除普通的單線(xiàn)式外，還可以是組合的雙線(xiàn)式或三線(xiàn)式，用以測(cè)量各個(gè)方向的速度分量。從熱線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)部分進(jìn)行。直線(xiàn)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(kāi)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?chē)腥舾尚】?。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?chē)】椎目卓谇∨c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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