概述
风速仪,是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站*常用的为风杯风速计,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。
工作原理
风速仪其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中,通电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,因此将金属丝风速计称为“专线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时,将带走金属丝的一部分热量,使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论,可导出专线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。标准的专线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成。金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm,长为2 mm;*小的探头直径仅1μm,长为0.2 mm。根据不同的用途,专线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度,有时用金属膜代替金属丝,通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜,称为热膜探头。专线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的,测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线;动态校准是在已知的脉动流场中进行的,或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号,校验专线风速仪的频率响应,若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。
0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的**测量;风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的流速效果*理想;而利用皮托管则可在高速范围内得到*佳结果。正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度,通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。特制风速仪的转轮探头可达350C。皮托管用于+350C以上。
优点
1、体积小,对流场干扰小;
2、适用范围广。不仅可用于气体也可用于液体,在气体的亚声速、跨声速和超声速流动中均可使用;
3、测量精度高,重复性好。专线风速仪的缺点是探头对流场有一定干扰,专线容易断裂。
4、除了测量平均速度外,还可测量脉动值和湍流量;除了测量单方向运动外还可同时测量多个方向的速度分量。
使用方法
1.使用前观察电表的指针是否指于零点,如有偏移,可轻轻调整电表的机械调整螺丝,使指针回到零点;
2.将校正开关置于断的位置;
3.将测杆插头插在插座上,测杆垂直向上放置,螺塞压紧使探头密封,“校正开关”置于满度位置,慢慢调整“满度调节”旋纽,使电表指针指在满度位置;
4.将“校正开关”置于“零位”,慢慢调整“粗调”、“细调”两个旋纽,使电表指针指在零点的位置
5.经以上步骤后,轻轻拉动螺塞,使测杆探头露出(长短可根据需要选择),并使探头上的红点面对对着风向,根据电表度读数,查阅校正曲线,即可查出被测风速;
6.在测定若干分后(10min左右),必须重复以上3、4步骤一次,使仪表内的电流得到标准化
7.测毕,应将“校正开关”置于断的位置。
风速的具体检测方法
1、风量、风速检测必须首先进行。各项净化效果都是在设计的风量、风速下获得。
2、检测前检查风机是否运转正常,必须实地测量被测风口、风管的尺寸。
3、对于单向流(层流)洁净室,采用室截面平均风速和洁净积乘积的方法确定风量。
(取离高效过滤器0.3m 垂直于气流处的截面作为采样截面,按照测试点间距不宜大于0.6m 在截面上设置不少于5 个测试点,所有读数的算术平均值作为平均风速。)垂直单向流(层流)洁净室的测定截面取据地面0.8m~1m 的水平截面;水平单向流(层流)洁净室的测定截面取据送风面0.5m~1m的垂直截面;截面上测试点数量应不少于10 个,间距不应大于2m,均匀布置;
4、对于安有过滤器的风口,以风口截面平均风速和风口净截面积的乘积确定风量。(在风口截面或引用辅助风管的截面上按不少于6 个均匀布置的测试点得出平均风速。)
5、对于风口上风侧有较长的支管段且已经或可以打孔时,可以用风管法确定风量。(在出风口前不小于3 倍管径或3 倍大边长度处打孔;)
6、对于矩形风管,将测定截面分成若干个相等的小截面,每个小截面尽可能接近正方形,边长不大于200mm,测试点位于小截面中心,但整个截面上不宜少于3 个测试点;对于圆形风管,应按等面积圆环法划分测定截面和确定测试点数;在风管外壁上开孔,插入热式风速计探头或皮托管。(通过测动压,换算为风量。)
应用场合
风速仪的应用很广泛,在所有领域都能灵活运用,风速仪的应用是很广泛,在所有领域都可以灵活运用,被广泛的应用于电力、钢铁、石化、节能等行业,现在的风速仪比较先进,除了测量风速外同时还可以测风温、风量。
风速计不同的季节及不同的地理形势,都会令到大气中的风向不断变动。如海边日夜的风向不同,冬季及夏季亦有不同的季候风。研究风向可帮助我们预测及研究气候的变化。研究风向需要使用风速计。风速计需装置於没有建筑物或树木等,阻扰风移动的地方。用途及适用范围QDP系列热球式电风速计,用在采暖、通风、空气调节、气象、农业、冷藏干燥、劳动卫生调查等各方面,需要测定室内外或模型的气流速度时都可使用,是一种测量低风速的基本仪器。