風(fēng)速儀原理

風(fēng)速儀是指將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測速儀器，可測量流體溫度或密度。熱式風(fēng)速儀原理是：將一根通電加熱的細(xì)金屬絲置于氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān)，而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。熱式風(fēng)速儀的主要部件是風(fēng)速探頭及測量指示儀表。其中風(fēng)速探頭又可分為熱敏式探頭和輪轉(zhuǎn)式探頭。熱式風(fēng)速計(jì)按結(jié)構(gòu)分，有熱球式和熱線式；按顯示形式分，有指針式、數(shù)字式等；按工作原理分，有恒流式和恒溫式。

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恒流式風(fēng)速儀原理是熱線電流保持不變，溫度變化時(shí)，熱線電阻改變，因而兩端電壓變化，測得風(fēng)速。而恒溫式是指熱線溫度不變，然后根據(jù)施加的電流測得風(fēng)速。相較于恒流式，恒溫式應(yīng)用更為廣泛，熱線長度在0.5-2mm，直徑在1-10um，材料為鉑、鎢或鉑銠合金。

風(fēng)速探頭按流速范圍可分為三個(gè)區(qū)段：0-5m/s，5-40m/s和40-100m/s三種，分別為低速、中速和高速。其中熱敏式探頭主要應(yīng)用于低速，輪轉(zhuǎn)式探頭用于中速效果。1 風(fēng)速儀的熱敏式探頭。熱敏式探頭的工作原理是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量，借助一個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān)，保持溫度恒定，則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關(guān)系。當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí)，來自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時(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)象可以在管道測量過程中觀察到。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)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測量點(diǎn)（D=管道直徑，單位為CM）外；終點(diǎn)至少在測量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。（棱角，重懸，物等）。而轉(zhuǎn)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)過一個(gè)臨近感應(yīng)開頭，對(duì)轉(zhuǎn)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)適合于測量中、小流速的紊流（如在管道出口）。風(fēng)速儀的小口徑探頭更適于測量管道橫截面大于探險(xiǎn)頭橫截面貌一新100倍以上的氣流。

風(fēng)速儀熱線有單線，還有雙線和三線式，用以測量各個(gè)方向的速度分量。從從熱線輸出的電信號(hào)，經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，可提高測量精度，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)大測速功能，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)的測量。熱線風(fēng)速計(jì)在善于測量低風(fēng)速，在測量中具有不可替代的作用。如今，熱式風(fēng)速計(jì)主要用于采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能監(jiān)測、氣象、農(nóng)業(yè)、冷藏、干燥、勞動(dòng)衛(wèi)生調(diào)查、潔凈車間和各種風(fēng)速實(shí)驗(yàn)室等方面。

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風(fēng)速儀的熱敏式探頭的工作原理

是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量，借助一個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān)，保持溫度恒定，則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關(guān)系。當(dāng)在湍流中使用熱敏式探頭時(shí)，來自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時(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)象可以在管道測量過程中觀察到。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)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測量（D=管道直徑，單位為CM）外；終點(diǎn)至少在測量點(diǎn)后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。（棱角，重懸，物等）

風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭

風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)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)過一個(gè)臨近感應(yīng)開頭，對(duì)轉(zhuǎn)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)適合于測量中、小流速的紊流（如在管道出口）。風(fēng)速儀的小口徑探頭更適于測量管道橫截面大于探險(xiǎn)頭橫截面積100倍以上的氣流。

風(fēng)速儀在空氣流中的定位

風(fēng)速儀的轉(zhuǎn)輪式探頭的正確調(diào)整位置，是氣流流向平行于轉(zhuǎn)輪軸。在氣流中輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)探頭時(shí)，示值會(huì)隨之發(fā)生變化。當(dāng)讀數(shù)達(dá)到大值時(shí)，即表明探頭處于正確測量位置。在管道中測量時(shí)，管道平直部分的起點(diǎn)到測量點(diǎn)的距離應(yīng)大于是0XD，紊流對(duì)風(fēng)速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對(duì)較小。

風(fēng)速儀在管道內(nèi)氣流流速測量

實(shí)踐證明風(fēng)速儀的16mm的探頭用途廣。其尺寸大小既保證了良好的通透性，又能承受更高達(dá)60m/s的流速。管道內(nèi)氣流流速測量作為可行的測量方法之一，間接測量規(guī)程（柵極測量法）適用空氣測量。

VDI12080提供以下規(guī)程：

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●方形截面柵極，測量普通規(guī)格

●圓形截面柵極，測量形心軸線規(guī)格

●圓形截面柵極，測量測程線性規(guī)格

風(fēng)速儀在抽氣排氣中的測量

通氣口會(huì)極大的變管道內(nèi)氣流相對(duì)均衡的分布狀態(tài)：在自由通氣口表面產(chǎn)生高速區(qū)，其余部位為低速區(qū)，并在柵格上產(chǎn)生旋渦。根據(jù)柵格的不同設(shè)計(jì)方式，在柵格前一定距離處（約20cm )，氣流截面較為穩(wěn)定。在這種情況下，通常采用大風(fēng)速儀的口徑轉(zhuǎn)輪進(jìn)行測量。因?yàn)檩^大的口徑能夠?qū)Σ痪獾牧魉龠M(jìn)行平均，并在較大范圍內(nèi)計(jì)算其平均值。

風(fēng)速儀在抽氣孔采用容積流量漏斗進(jìn)行測量：

即使在抽氣處沒有柵格的干擾，空氣流動(dòng)的路線也沒有方向，并且其氣流截面極不均勻。其原因是管道內(nèi)的局部真空，以漏斗狀把空氣中抽出在氣室中，即使是在距離抽氣很近的區(qū)域內(nèi)，也沒有一個(gè)滿足測量條件的位置，可供進(jìn)行測量操作。如采用帶有平均值計(jì)算功能的柵極測量法進(jìn)行測量，并借以確定容積流量法進(jìn)行測量，并借以確定容積流量等，只有管道或漏斗測量法能夠提供可重復(fù)測量結(jié)果。在這種情況下，不同尺寸的測量漏斗可以滿足使用要求。利用測量漏斗可以在片狀閥前一定距離處生成一個(gè)滿足流速測量條件的固定截面，測出定位該截面中心并固定截面，測出定位該截面中心并固定截面，測出定位該截面中心并固定于此。流速測頭得到的測量值乘以漏斗系數(shù)，即可計(jì)算出抽出的容積流量。（如漏斗系數(shù)20）

風(fēng)速的測試方法

風(fēng)速測試有平均風(fēng)速的測試和紊流成分（風(fēng)的亂流1～150KHz、與變動(dòng)不同）的測試。測試平均風(fēng)速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、及皮拖管式等，下面對(duì)這些風(fēng)速的測定方法做一下說明。

熱式風(fēng)速測試方法

該方式是測試處于通電狀態(tài)下傳感器因風(fēng)而冷卻時(shí)產(chǎn)生的電阻變化，由此測試風(fēng)速。不能得出風(fēng)向的信息。除攜帶容易方便外，成本性能比高，作為風(fēng)速計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品廣泛地被采用。熱式風(fēng)速計(jì)的素子有使用白金線、電熱偶、半導(dǎo)體的，但我公司使用白金卷線。白金線的材質(zhì)在物質(zhì)上因此，長期安定性、以及在溫度補(bǔ)償方面都具有優(yōu)勢。