一、风速计顾名思义是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站最常用的为风杯风速计。风速测试有平均风速的测试和紊流成分(风的乱流1~150KHz、与变动不同)的测试。测试平均风速的方法有热式、超音波式、叶轮式、及皮拖管式等,下面对这些风速的测定方法做一下说明。热式风速测试方法 该方式是测试处于通电状态下传感器因风而冷却时产生的电阻变化,由此测试风速。不能得出风向的信息。除携带容易方便外,成本性能比高风速测量电路,作为风速计的标准产品广泛地被采用。热式风速计的素子有使用白金线、电热偶、半导体的,但我公司使用白金卷线。白金线的材质在物质上最稳定。因此,长期安定性、以及在温度补偿方面都具有优势。超音波式风速测试方法 该方式是测试传送一定距离的超音波时间,因风的影响而使到达时间延迟,由此测试风速。超音波式风速计传感器部较大,在测试部周围,有可能发生紊流,使流动不规则。用途受到限定,普及度低。 叶轮式风速测试方法 该方式是应用风车的原理,通过测试叶轮的转数,测试风速。用于气象观测等。原理比较简单,价格便宜,但测试精度较低,所以不适合微风速的测试和细小风速变化的测试。 皮拖管式风速测试方法 在流动面的正面有与之形成直角方向的小孔,内部藏有从各自孔里分别提取压力的细管。
通过测试其压力差(前者为全压、后者为静压),就可知道风速。原理比较简单,价格便宜,但与流动面必须设置成直角,否则不能进行正确的测试。不适合一般用。不是作为风速计,而是作为高速域的风速校正来使用。 热线风速计用于0至5m/s的精确测量;转轮式风速计测量5至40m/s的流速效果最理想;而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。正确选择风速计的流速探头的一个附加标准是温度,通常风速计的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。特制转轮式风速计可达350C。皮托管用于+350C以上。1.1 风杯风速计风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明,当时是四杯,后来改用三杯。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分,空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上,在风力的作用下,风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。图1.1 风杯风速计1.2 叶轮风速仪风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号,先经过一个临近感应开头,对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列,再经检测仪转换处理,即可得到转速值。
风速仪的大口径探头(60mm,100mm)适合于测量中、小流速的紊流(如在管道出口)。风速计的小口径探头更适于测量管道横截面大于探险头横截面貌一新100倍以上的气流。目前,叶轮风速仪在国内外均有产品,如法国KIMO、德国Hoentzsch(恒齐)公司,国内的有上海海步电子科技。法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁,置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比风速测量电路,并感测旋转方向。图1.2 KIMO原理产品产品技术参数报价ZS16GE测量范围0.3~20m/s,精度±2%,温度范围0~100℃,常压参考精度:
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