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    風速測量方式的對比

    發布時間: 2022-07-27  點擊次數: 612次

    通常測量風速的方法有三種:熱式探頭、葉輪式探頭、皮托管。

    測量風速的時候如何才能選擇比較適合我們使用的儀器呢?這三種測量方法各自都適合用于哪些場合呢?

    在0至100m/s的流速測量范圍,我們可以分為三個區段:

    低速:0至5m/s;

    中速:5至40m/s;

    高速:40至100m/s。

    風速儀的熱式探頭用于0至5m/s的精確測量;

    風速儀的葉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較理想;

    而利用皮托管則可在高速范圍內得到*佳結果。

    1.熱式探頭(熱球式,熱敏式,熱線式)擁有較精確的測量效果,風速范圍一般在0-30m/s。

    ?該方式是測試處于通電狀態下傳感器因風而冷卻時產生的電阻變化,由此測試風速。不能得出風向的信息。

    ?除攜帶容易方便外,成本性能比高,作為風速計的標準產品廣泛地被采用。

    2.葉輪式探頭可以選擇葉輪的直徑,不同尺寸的葉輪都有不同的應用。如選用直徑100mm的大葉輪就可以測得100mm直徑的圓形區域的平均風速。此外葉輪探頭還可附加罩子,達到精確測量小出風口風量的效果。 ?該方式是應用風車的原理,通過測試葉輪的轉數,測試風速。?用于氣象觀測等。?原理比較簡單,價格便宜,但測試精度較低,所以不適合微風速的測試和細小風速變化的測試。?普及度低?!∵m用范圍:1~50m/s 顯示分辨率:0.1m/s

    3.皮托管(皮托管)探頭一般都是應用在測量管道風速,適合于大風速,一般小于5m/s的風速都不推薦使用皮托管。

    正確選擇風速儀探頭的一個附加標準是溫度:通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達-20~70?C。普通的葉輪式探頭也在-20~70?C左右,但葉輪式探頭可特制,承受350?C高溫。皮托管對于溫度的適用范圍是較廣泛的,即使是最普通的探頭,也能承受600?C的高溫。

    二. 不同風速儀的工作原理

    1.風速儀的熱式探頭(熱球式風速儀)

    熱式探頭是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量,借助一個調節開關,保持溫度恒定,則調節電流和流速成正比關系。當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果的準確性。

    在湍流中測量時,熱敏式風速儀流速傳感器的示值往往高于葉輪式探頭。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,甚至在低速時也會出現。因此,風速儀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)

    2.風速儀的葉輪式探頭  葉輪式風速儀

    風速儀的葉輪式探頭的工作原理是基于把轉動轉換成電信號,先經過一個臨近感應開頭,對葉輪的轉動進行“計數”并產生一個脈沖系列,再經檢測儀轉換處理,即可得到轉速值。風速儀的大口徑探頭(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積100倍以上的氣流。

    3.風速儀的皮托管探頭 皮托管風速儀

    在流動面的正面有與之形成直角方向的小孔,內部藏有從各自孔里分別提取壓力的細管。通過測試其壓力差(前者為全壓、后者為靜壓),就可知道風速。

    ?原理比較簡單,風速儀價格便宜,但與流動面必須設置成直角,否則不能進行正確的測試。不適合一般用。?不是作為風速計,而是作為高速域的風速校正來使用。

    適用范圍:5~100m/s 顯示分辨率:0.01m/s 

    利用皮托管可測量流體的動壓特性,而根據下面這個公式,就可計算出流體的速度。1)式中 Pd——流體的動壓,Pa;

      W——流體速度,m/s;

      r——流體重度,N/m3;

      g——重力加速度,m/s2。 

    這就是皮托管測量風速的原理。

    三. 風速儀在空氣流中的定位

    風速儀的葉輪式探頭的正確調整位置,是氣流流向平行于葉輪軸。在氣流中輕輕轉動探頭時,示值會隨之發生變化。當讀數達到最大值時,即表明探頭處于正確測量位置。在管道中測量時,管道平直部分的起點到測量點的距離應大于是0XD,紊流對風速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對較小。

     以下設備是熱式風速計:

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