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風速儀的基本原理:
風速儀其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風速計稱為“熱線"。當流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論,可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。標準的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長為2 ;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 。根據不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度,有時用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱為熱膜探頭。熱線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在專門的標準風洞里進行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成標準曲線;校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速儀加熱電路中加上一脈動電信號,校驗熱線風速儀的頻率響應,若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善。
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。熱線風速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾?。豁憫?,能測量非定常流速;能測量很低速(如低達0.3米/秒)等優點。
風速儀除保持日常數據的準確性外,日常維護使用中還要注意以下幾點:
1、禁止在可燃性氣體環境中使用風速計。
2、禁止將風速計探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導致火災甚至爆炸。
3、請依據使用說明書的要求正確使用風速計。使用不當,可能導致觸電、火災和傳感器的損壞。
4、在使用中,如遇風速計散發出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風速計內部,請立即關機取出電池。否則,將有被電擊、火災和損壞風速計的危險。
5、不要將探頭和風速計本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災和傷及人身的危險。
6、不要觸摸探頭內部傳感器部位。
7、風速計長期不使用時,請取出內部的電池。否則,將電池可能漏液,導致風速計損壞。
8、不要將風速計放置在高溫、高濕、多塵和陽光直射的地方。否則,將導致內部器件的損壞或風速儀性能變壞。
9、不要用揮發性液體來擦拭風速計。否則,可能導致風速儀殼體變形變色。風速計表面有污漬時,可用柔軟的織物和中性洗滌劑來擦拭。
10、不要摔落或重壓風速計。否則,將導致風速計的故障或損壞。
11、不要在風速計帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測量結果或導致風速計內部電路的損壞。
風速儀是測量空氣流速的儀器。它的種類較多,氣象臺站常用的為風杯風速計,它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應部分,空杯的凹面都順向一個方向。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上,在風力的作用下,風杯繞軸以正比于風速的轉速旋轉。
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