詳解風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理

　　工作原理

 

　　風(fēng)速風(fēng)向儀是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量，借助一個(gè)調(diào)節(jié)開(kāi)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(shí)，來(lái)自各個(gè)方向的氣流同時(shí)沖擊熱元件，從而會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在湍流中測(cè)量時(shí)，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(cè)量過(guò)程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設(shè)計(jì)，甚至在低速時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。因此，風(fēng)速儀測(cè)量過(guò)程應(yīng)在管道的直線部分進(jìn)行。直線部分的起點(diǎn)應(yīng)至少在測(cè)量點(diǎn)*×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點(diǎn)至少在測(cè)量點(diǎn)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(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，先經(jīng)過(guò)一個(gè)臨近感應(yīng)開(kāi)頭，對(duì)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行“計(jì)數(shù)”并產(chǎn)生一個(gè)脈沖系列，再經(jīng)檢測(cè)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(cè)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(cè)量管道橫截面大于探險(xiǎn)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(dòng)探頭時(shí)，示值會(huì)隨之發(fā)生變化。當(dāng)讀數(shù)達(dá)到大值時(shí)，即表明探頭處于正確測(cè)量位置。在管道中測(cè)量時(shí)，管道平直部分的起點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的距離應(yīng)大于是0XD,紊流對(duì)風(fēng)速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對(duì)較小。

 

　　風(fēng)速儀在管道內(nèi)氣流流速測(cè)量

 

　　實(shí)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(cè)量作為可行的測(cè)量方法之一，間接測(cè)量規(guī)程（柵極測(cè)量法）適用空氣測(cè)量。

 

　　提供以下規(guī)程：

 

　　方形截面柵極，測(cè)量普通規(guī)格

 

　　圓形截面柵極，測(cè)量形心軸線規(guī)格

 

　　圓形截面柵極，測(cè)量測(cè)程線性規(guī)格

 

　　風(fēng)速儀在抽氣排氣中的測(cè)量

 

　　通氣口會(huì)極大的變管道內(nèi)氣流相對(duì)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(jì)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(cè)量。因?yàn)檩^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(jì)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(cè)量：

 

　　即使在抽氣處沒(méi)有柵格的干擾，空氣流動(dòng)的路線也沒(méi)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(méi)有一個(gè)滿(mǎn)足測(cè)量條件的位置，可供進(jìn)行測(cè)量操作。如采用帶有平均值計(jì)算功能的柵極測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量，并借以確定容積流量法進(jìn)行測(cè)量，并借以確定容積流量等，只有管道或漏斗測(cè)量法能夠提供可重復(fù)測(cè)量結(jié)果。在這種情況下，不同尺寸的測(cè)量漏斗可以滿(mǎn)足使用要求。利用測(cè)量漏斗可以在片狀閥前一定距離處生成一個(gè)滿(mǎn)足流速測(cè)量條件的固定截面，測(cè)出定位該截面中心并固定截面，測(cè)出定位該截面中心并固定截面，測(cè)出定位該截面中心并固定于此。流速測(cè)頭得到的測(cè)量值乘以漏斗系數(shù)，即可計(jì)算出抽出的容積流量。

 

　　光電型的風(fēng)向傳感器采用低慣性輕金屬的風(fēng)向標(biāo)響應(yīng)風(fēng)向，帶動(dòng)同軸碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，此碼盤(pán)按格雷碼編碼并以光電子掃描,輸出對(duì)應(yīng)風(fēng)向的電信號(hào)。

 

　　光電型的風(fēng)速傳感器采用低慣性風(fēng)杯，隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同軸截光盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以光電子掃描輸出脈沖串，輸出相應(yīng)于轉(zhuǎn)數(shù)的脈沖頻率對(duì)應(yīng)值，便于采集及處理。強(qiáng)度高，起動(dòng)好，符合國(guó)家氣象計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；

 

　　風(fēng)向傳感器內(nèi)置電子羅盤(pán)，自動(dòng)定位方向角，即可在固定場(chǎng)所安裝，也可以在移動(dòng)場(chǎng)所（如特種車(chē)輛、輪船、鉆進(jìn)平臺(tái)等）安裝；