三種風速測量儀（yí）介紹及其工作原理

1、熱式（shì）風速儀
將流速信（xìn）號轉變為電信（xìn）號的一種（zhǒng）測（cè）速儀器，也可測量（liàng）流體溫度或密度。其（qí）原理是，將（jiāng）一根通（tōng）電加熱的細金屬絲（稱（chēng））置於氣流中，在氣流（liú）中的散熱量（liàng）與流速有關，而散熱（rè）量導致溫度變化而引起電阻變化，流速（sù）信號即轉變成電信號。它有兩種工作模式：①恒（héng）流式。通過的電流保持不變，溫度變化時，電阻改變，因而兩（liǎng）端電壓（yā）變化，由此測量流速。②恒溫式。的溫度保（bǎo）持不變，如保持150℃，根據（jù）所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。
長度一般在0.5～2毫米範圍（wéi），直徑在1～10微米範圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小於0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風速儀，功能與（yǔ）熱絲相似（sì），但多用於測量液體流速。除普通的單（dān）線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以（yǐ）測量各個方向的速度分量。從輸出的電信號（hào），經放大（dà）、補（bǔ）償和數字化後輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據後處理過程，擴大測速（sù）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（hé）其（qí）他湍流參數的測量。風速（sù）儀[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場幹擾（rǎo）小；響應快，能測量非定常流速；能測量（liàng）很低速（如低達0.3米／秒)等優點。
當在湍流中使用熱敏式探頭時，來自各個方向的氣流同時（shí）衝擊熱元件，從而（ér）會（huì）影（yǐng）響到測量結果的準確性。在湍流中測量時，熱敏式風速儀流速傳感器的示值往往高於（yú）轉輪式探頭。以上現象（xiàng）可以在（zài）管道測（cè）量過（guò）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，風速儀測量過程（chéng）應（yīng）在管道的直線部分進行。直線部分的起點應至少在測量點*×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點至（zhì）少在測量點後4×D處。流（liú）體截（jié）麵不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等（děng））。
2、葉輪風（fēng）速儀
風速計（jì）的葉輪式探頭的工作（zuò）原理是基於把轉動轉換成電信號，先經過一個臨近感應開頭，對葉（yè）輪的轉動進行“計數” 並產（chǎn）生（shēng）一個脈衝係列，再經檢（jiǎn）測儀轉換處理，即可得到轉速值。風速儀的大口徑探頭（60mm,100mm）適合於測量中（zhōng）、小流速的紊流（如在管道出口）。風（fēng）速計的小口徑探頭更適於測量管道橫截麵積大於探頭橫截麵積100倍以（yǐ）上的（de）氣流。
3、皮托管風（fēng）速儀
18世紀為法國物理（lǐ）學家（jiā）H.皮托發明。zui簡單的（de）皮托（tuō）管有一根端部帶有小孔的金屬細管為（wéi）導壓（yā）管（guǎn），正對流束方向測出流體（tǐ）的總壓力（lì）；另在金（jīn）屬細（xì）管前麵附近的主管道壁上再引出（chū）一根導壓管，測得靜壓力（lì）。差壓計與兩導壓管相連，測出（chū）的壓（yā）力即為動壓力。根（gēn）據伯努利定理，動壓力與流速的平方（fāng）成正（zhèng）比。因此用皮托管可測出流體的流速。在（zài）結構（gòu）上進行改進後即成為組合式皮托管，即皮托-靜壓管。它是一（yī）根彎成直角的雙層管。外套管（guǎn）與內套管之間封口（kǒu），在外套（tào）管周圍有若幹小孔。測量（liàng）時，將此套管插入被測（cè）管道中（zhōng）間（jiān）。內套管的管口（kǒu）正對流束方向，外套管周圍小孔的孔口恰與流束方向垂直，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（pí）托管常用以測量管道和風洞中流體的速度，也（yě）可測量河流速度。如果按規定測量得到各截（jié）麵的流速，經過積分即可用以測量管道中流體的流（liú）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（zhī）適於測量無顆粒流體的流量。所以，皮托管也可（kě）以用於測量風速及風的流量，這就是皮托（tuō）管風速儀的原理。