三種風速測量儀介紹及其工作原理

1、熱式風速儀
將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器，也（yě）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）置於氣流中，在氣流中的散（sàn）熱量與流速有關，而散熱量導致溫（wēn）度變化而引起電阻變化，流（liú）速信號（hào）即轉變成電信號。它有兩種工作模式：①恒流式。通（tōng）過的電流保（bǎo）持不變，溫度變化（huà）時，電阻改（gǎi）變，因而兩端電壓變（biàn）化，由此測量流速。②恒溫（wēn）式。的溫度保持不（bú）變，如保持150℃，根據所（suǒ）需施（shī）加的電流可度量流速。恒溫式比（bǐ）恒流式應用更廣泛。
長度一般在0.5～2毫米範（fàn）圍，直徑在1～10微米（mǐ）範圍，材料為鉑、鎢或鉑（bó）銠合金等。若以一片很薄(厚度小於0.1微米)的金屬膜代（dài）替金屬絲，即為熱膜風速儀，功（gōng）能（néng）與熱絲相似，但多用於測量（liàng）液體流速。除（chú）普通的單線式外（wài），還可以是組合的雙線式或三線式，用（yòng）以測量各個方向的速度分量。從輸出的電信號，經放大、補償和數字化後輸入計算機，可（kě）提高測量精度，自動完成數據後處理過程，擴大測速功（gōng）能，如同時完成瞬時（shí）值和時均值、合速度和分速（sù）度、湍（tuān）流度和其他湍流參數的測量。風速儀[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場幹擾小；響（xiǎng）應快，能測量非（fēi）定（dìng）常流速（sù）；能測（cè）量很（hěn）低速（如低達0.3米／秒)等優點。
當在湍流中使用熱敏式（shì）探頭時，來自各個方向的氣流同時衝擊熱元件，從（cóng）而（ér）會影響到測量結果的準確（què）性。在（zài）湍流（liú）中測量時，熱敏式風速儀流速傳感器的（de）示值往往高於（yú）轉輪式（shì）探頭。以上現象可以在管道測量過程中觀察到。根據管理管道紊流的不（bú）同設計，甚至在低速時也會出現。因此，風速儀測量過（guò）程應在管道的直線部分進行（háng）。直線部分的起點應至少在測（cè）量點*×D（D=管（guǎn）道直徑（jìng），單位為CM）外（wài）；終點至少在測量點後4×D處。流體截麵不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等）。
2、葉輪風速儀
風速計的葉輪式探頭的工作原理是基於把轉動轉換（huàn）成電信（xìn）號，先經過一個臨（lín）近感應開頭，對葉輪的轉動（dòng）進行“計數” 並（bìng）產生一個（gè）脈衝係列，再經檢測儀轉換處理，即可得到轉速值。風速儀的大口徑（jìng）探頭（60mm,100mm）適（shì）合於測量中、小流速的紊流（如在管道出（chū）口）。風速計的小口徑探頭更適（shì）於測量（liàng）管道橫截麵積大於探頭橫截麵積100倍以上的氣流。
3、皮托管（guǎn）風速儀
18世紀為法國（guó）物理學家H.皮托發明。zui簡單的皮托管有（yǒu）一根端部帶有小孔的金屬細管為導壓管，正（zhèng）對流（liú）束方向測出流體的總壓力；另在金屬細管前麵附（fù）近的主（zhǔ）管道壁上再引出一根導壓管，測得靜壓力。差壓計（jì）與兩導壓管相連，測出（chū）的壓力即（jí）為動壓力（lì）。根據伯努利定理，動壓力與流速的平方成正比（bǐ）。因此用皮托管可測出流體的流速。在結構上（shàng）進行改進後即成為組合式皮托管，即皮托-靜壓管。它是一根彎成直角的雙層管。外套管與內套管之間封口，在外套管周（zhōu）圍有若幹小孔。測量（liàng）時，將此套管插入被測管道中間（jiān）。內套管的管口正對流（liú）束方向，外套管周圍（wéi）小孔的孔口恰與流束方向（xiàng）垂直，這時測出內外套管的壓差即可計算出流體在該點（diǎn）的流速。皮托管常用以測量管道和風洞中（zhōng）流體（tǐ）的速度，也可測量河流速度（dù）。如（rú）果按規定測量得到各截麵（miàn）的流速，經過積分即可用以測量管道中流體的流量。但當流體中含有少量顆粒時，有可能堵塞測量孔，所以它隻適於測量（liàng）無顆粒流體的流量。所以，皮托管也可以用（yòng）於測量風速及風的流量，這就（jiù）是皮托管風速儀的原理。