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風(fēng)速儀原理
風(fēng)速儀原理
風(fēng)速儀是指將流速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N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，流速信號即轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。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，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，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(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時，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，甚至在低速時也會出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點應(yīng)至少在測量點（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）。而轉(zhuǎn)輪式探頭的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號，先經(jīng)過一個臨近感應(yīng)開頭，對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行“計數(shù)"并產(chǎn)生一個脈沖系列，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，用以測量各個方向的速度分量。從從熱線輸出的電信號，經(jīng)放大、補償和數(shù)字化后輸入計算機(jī)，可提高測量精度，自動完成數(shù)據(jù)后處理過程，擴(kuò)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(shù)的測量。熱線風(fēng)速計在善于測量低風(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、勞動衛(wèi)生調(diào)查、潔凈車間和各種風(fēng)速實驗室等方面。
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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，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(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測量時，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，甚至在低速時也會出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測量過程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點應(yīng)至少在測量（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）
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)動轉(zhuǎn)換成電信號，先經(jīng)過一個臨近感應(yīng)開頭，對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動進(jìn)行“計數(shù)"并產(chǎn)生一個脈沖系列，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)動探頭時，示值會隨之發(fā)生變化。當(dāng)讀數(shù)達(dá)到大值時，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(yīng)大于是0XD，紊流對風(fēng)速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對較小。
風(fēng)速儀在管道內(nèi)氣流流速測量
實踐證明風(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
通氣口會極大的變管道內(nèi)氣流相對均衡的分布狀態(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。因為較大的口徑能夠?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)速計的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品廣泛地被采用。熱式風(fēng)速計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、以及在溫度補償方面都具有優(yōu)勢。