风速仪测量风速的方式主要依赖于不同的工作原理和技术,以下是一些常见的风速仪测量风速的原理: 一、热线(膜)风速仪热线风速仪的工作原理是将一根通电加热的细金属丝(称为热线)置于气流中。热线在气流中的散热量与流速有关,而散热量导致热线温度变化,进而引起电阻变化。通过测量这种电阻变化,可以将流速信号转变成电信号。热线风速仪有两种工作模式: - 恒流式:通过热线的电流保持不变,当温度变化时,热线电阻会改变,因此两端电压也会变化,从而可以测量流速。
- 恒温式:热线的温度保持不变(如保持在150℃),通过测量所需施加的电流来度量流速。
此外,如果以一片很薄的金属膜(厚度小于0.1微米)代替金属丝,即为热膜风速仪,其功能与热丝相似,但多用于测量液体流速。 二、皮托管风速仪皮托管风速仪的原理基于伯努利定理,即动压力与流速的平方成正比。皮托管与两导压管相连,测出的压力即为动压力。通过测量皮托管内外套管的压差,可以计算出流体在该点的流速。皮托管常用以测量管道和风洞中流体的速度,也可测量河流速度和风的流量。 三、风杯式风速仪风杯式风速仪的感应元件为三杯式回转架,信号变换电路为霍尔开关电路。在水平风力作用下,风杯组会旋转,并通过主轴带动磁棒盘旋转。磁棒盘上的磁体形成小磁场,每当风杯组旋转一圈,就会在霍尔开关电路中感应出一定数量的脉冲信号。这些脉冲信号的频率随风速的增大而线性增加。通过测量这些脉冲信号的频率,可以计算出风速。 四、热球式风速仪热球式风速仪(也称为智能风速计)采用量热式原理来测量风速。其测量风速的敏感件为一个直径约0.8mm的热球。热球式风速仪利用精密热敏电阻作为测量温度的敏感元件,通过测量热敏电阻的阻值随温度的变化来推算出风速。 五、超声波风速仪超声波风速仪的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。当超声波的传播方向与风向相同时,其速度会加快;反之,若超声波的传播方向与风向相反,其速度会变慢。因此,在固定的检测条件下,超声波在空气中传播的速度可以与风速函数对应。通过计算超声波在传播过程中的时差,可以得到精确的风速和风向。 |