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      三種風速測量儀及其工作原理
      更新時間:2024-04-09 點擊次數:57

      三種風速測量儀及其工作原理

      1.熱式風速儀

      將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器,也可測量流體溫度或密度。其原理是,將一根通電加熱的細金屬絲(稱熱線)置于氣流中,熱線在氣流中的散熱量與流速有關,而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化,流速信號即轉變成電信號。它有兩種工作模式:①恒流式。通過熱線的電流保持不變,溫度變化時,熱線電阻改變,因而兩端電壓變化,

      由此測量流速;②恒溫式。熱線的溫度保持不變,如保持150℃,根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。

      熱線長度一般在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,即為熱膜風速儀,功能與熱絲相似,但多用于測量液體流速。熱線除普通的單線式外,還可以是組合的雙線式或三線式,用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號,經放大、補償和數字化后輸入計算機,可提高測量精度,自動完成數據后處理過程,擴大測速功能,如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。熱線風速儀[1]與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾??;響應快,能測量非定常流速;能測量很低速(如低達0.3米/秒)等優點。

      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轉輪式探頭。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

      01-圖.jpg

      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.葉輪風速儀

      風速計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)。風速計的小口徑探頭更適于測量管道橫截面積大于探頭橫截面積100倍以上的氣流。

      3.皮托管風速儀

      18世紀為法國物理學家H.皮托發明。的皮托管有一根端部帶有小孔的金屬細管為導壓管,正對流束方向測出流體的總壓力;另在金屬細管前面附近的主管道壁上再引出一根導壓管,測得靜壓力。差壓計與兩導壓管相連,測出的壓力即為動壓力。根據伯努利定理,動壓力與流速的平方成正比。因此用皮托管可測出流體的流速。在結構上進行改進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。外套管與內套管之間封口,在外套管周圍有若干小孔。測量時,將此套管插入被測管道中間。內套管的管口正對流束方向,外套管周圍小孔的孔口恰與流束方向垂直,這時測出內外套管的壓差即可計算出流體在該點的流速。皮托管常用以測量管道和風洞中流體的速度,也可測量河流速度。如果按規定測量得到各截面的流速,經過積分即可用以測量管道中流體的流量。但當流體中含有少量顆粒時,有可能堵塞測量孔,所以它只適于測量無顆粒流體的流量。所以,皮托管也可以用于測量風速及風的流量,這就是皮托管風速儀的原理.


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