风速计
仪器信息网 · 2008-11-28 21:41 · 26484 次点击
风速计(anemometer)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,它由3个互成120°固定在支架上的抛物
data/attachment/portal/201111/06/094051fkds2hs2qy3rk7ik.jpg
风速计
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。另一种旋转式风速计为旋桨式风速计,由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分,将其安装在一个风向标的前端,使它随时对准风的来向。桨叶绕水平轴以正比于风速的转速旋转。
目录
简单介绍
发明
探头选择
产品
在空气流中的定位
测量
应用
相关词条
参考资料
简单介绍
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的精确测量;风速仪的转轮式探头测量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。
发明
罗蒙诺索夫发明了风速度计,他一生做出了许多贡献:他研究电而且揭示了雷电的奥秘;他研究地貌并提出了极地巨冰的起源说与近代大地构造说;他研究并且发明了避雷针、水平仪、夜间望远镜;、航海气压计;他研究并发现了金星外围大气层的存在,创立了星球存在生物的假说;他写出了俄国第一首新体长诗;他第一个用俄文写出了《俄语修辞学》与《俄语语法》;他画出了《波尔塔瓦战役》等美术作品。
探头选择
1、风速仪的热敏式探头
风速仪的热敏式探头的工作原理是基于冷冲击气流带走热元件上的热量,借助一个调节开关,保持温度恒定,则调节电流和流速成正比关系。当在湍流中使用热敏式探头时,来自各个方向的气流同时冲击热元件,从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时,热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。以上现象可以在管道测量过程中观察到。根据管理管道紊流的不同设计,甚至在低速时也会出现。因此,风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4×D处。流体截面不得有任何遮挡。(棱角,重悬,物等)
2、风速仪的转轮式探头
风速仪的转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,对转轮的转动进行“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)。风速仪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
产品
常用的风速计类型还有:利用被加热物体的散热率与风速相关原理制成的热线风速计;利用声波传布速度受风速影响因而增加和减低原理制成的超声波风速表。
①风杯风速计它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。data/attachment/portal/201111/06/094051hjygdjmjgdyojybn.jpg三个互成度固定在架上的抛物形或半球形的空杯都顺一面,整个架子连同风杯装在一个可以自由转动的轴上。在风力的作用下风杯绕轴旋转,其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。
②螺旋桨式风速计它是一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转的风速计。螺旋桨装在一个风标的前部,使其旋转data/attachment/portal/201111/06/094051mqmrtevcl00cwc8n.jpg平面始终正对风的来向,它的转速正比于风速。
③热线风速计一根被电流加热的金属丝,流动的空气使它散热,利用散热速率和风速的平方根成线性关系,再data/attachment/portal/201111/06/09405274rpqlvv0uuhthe6.jpg通过电子线路线性化(以便于刻度和读数),即可制成热线风速计。热线风速计分旁热式和直热式两种。旁热式的热线一般为锰铜丝,其电阻温度系数近于零,它的表面另置有测温元件。直热式的热线多为铂丝,在测量风速的同时可以直接测定热线本身的温度。热线风速计在小风速时灵敏度较高,适用于对小风速测量。它的时间常数只有百分之几秒,是大气湍流和农业气象测量的重要工具。
④声学风速表在声波传播方向的风速分量将增加(或减低)声波传播速度,利用这种特性制作的声学风速表可用来测量风速分量。声学风速表至少有两对感应元件,每对包括发声器和接收器各一个。使两个发声器的声波传播方向相反,如果一组声波顺着风速分量传播,另一组恰好逆风传播,则两个接收器收到声脉冲的时间差值将与风速分量成正比。如果同时在水平和铅直方向各装上两对元件,就可以分别计算出水平风速、风向和铅直风速。由于超声波具有抗干扰、方向性好的优点,声学风速表发射的声波频率多在超声波段。
在空气流中的定位
风速计的转轮式探头的正确调整位置,是气流流向平行于转轮轴。在气流中轻轻转动探头时,示值会随之发生变化。当读数达到最大值时,即表明探头处于正确测量位置。在管道中测量时,管道平直部分的起点到测量点的距离应大于是0XD,紊流对风速计的热敏式探头和皮托管的影响相对较小。
测量
1、在管道内气流流速测量实践证明风速计的16mm的探头用途最广。其尺寸大小既保证了良好的通透性,又能承受更高达60m/s的流速。管道内气流流速测量作为可行的测量方法之一,间接测量规程(栅极测量法)适用空气data/attachment/portal/201111/06/094056kqd15ip5bz161qa6.jpg测量。
2、抽气排气中的测量通气口会极大的变管道内气流相对均衡的分布状态:在自由通气口表面产生高速区,其余部位为低速区,并在栅格上产生旋涡。根据栅格的不同设计方式,在栅格前一定距离处(约20cm),气流截面较为稳定。在这种情况下,通常采用大风速计的口径转轮进行测量。因为较大的口径能够对不均衡的流速进行平均,并在较大范围内计算其平均值。
3、在抽气孔的测量,既使在抽气处没有栅格的干扰,空气流动的路线也没有方向,并且其气流截面极不均匀。其原因是管道内的局部真空,以漏斗状把空气中抽出在气室中,既使是在距离抽气很近的区域内,也没有一个满足测量条件的位置,可供进行测量操作。如采用带有平均值计算功能的栅极测量法进行测量,并借以确定容积流量法进行测量,并借以确定容积流量等,只有管道或漏斗测量法能够提供可重复测量结果。在这种情况下,不同尺寸的测量漏斗可以满足使用要求。利用测量漏斗可以在片状阀前一定距离处生成一个满足流速测量条件的固定截面,测出定位该截面中心并固定截面,测出定位该截面中心并固定截面,测出定位该截面中心并固定于此。流速测头得到的测量值乘以漏斗系数,即可计算出抽出的容积流量。(如漏斗系数20)
应用
风速计的应用很广泛,在所有领域都能灵活运用,,广泛应用于电力、钢铁、石化、节能等行业,在北京奥运会中
data/attachment/portal/201111/06/094056o8h73abz8pm8qhpd.jpg
风速计
还有其他的应用,帆船比赛,划艇比赛,野外射击比赛等都需要用到风速仪来测量。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。有很多行业都需要用到风速仪,推荐使用的行业:出海捕捞业、各类风扇制造业、需要抽风排气系统的行业等等。
相关词条
风压计
噪音计
风量计
测距仪
测振仪
测厚仪
参考资料
1、http://baike.baidu.com/view/190902.htm
2、http://www.cem5117.com/html/News_65.html
3、http://bbs.cechinamag.com/?url=http://bbs.cechinamag.com/showtopic.aspx?id=38662