風速儀性能 風速風向傳感器一體化

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　　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，對流場干擾小；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米/秒)等優點。

　　風速儀的使用方法如下：

　　1、使用前觀察電表的指針是否指于零點，如有偏移，可輕輕調整電表的機械調整螺絲，使指針回到零點；

　　2、將校正開關置于斷的位置；

　　3、將測桿插頭插在插座上，測桿垂直向上放置，螺塞壓緊使探頭密封，“校正開關”置于滿度位置，慢慢調整“滿度調節”旋紐，使電表指針指在滿度位置；

　　4、將“校正開關”置于“零位”，慢慢調整“粗調”、“細調”兩個旋紐，使電表指針指在零點的位置；

　　5、經以上步驟后，輕輕拉動螺塞，使測桿探頭露出（長短可根據需要選擇），并使探頭上的紅點面對對著風向，根據電表度讀數，查閱校正曲線，即可查出被測風速；

　　6、在測定若干分后（10min左右），必須重復以上3、4步驟一次，使儀表內的電流得到標準化；

　　7、測畢，應將“校正開關”置于斷的位置。

　　風速儀主要用途：

　　1、測量平均流動的速度和方向；

　　2、測量來流的脈動速度及其頻譜；

　　3、測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性；

　　4、測量壁面切應力（通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的，原理與熱線測速相似）；

　　5、測量流體溫度（事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。

　　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。

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