目前市面上用于測量風速的儀器設(shè)備比較多,從而造成了很多用戶不知如何選擇,在此給大家做一個簡單的介紹:
從風速儀的原理不同來說,目前市面上主要有葉輪式風速儀,專線式風速儀,差壓式風速儀(畢托管);
葉輪式風速儀結(jié)構(gòu)比較簡單,主要是通過風速帶動葉輪式的轉(zhuǎn)動。由于需要通過風帶動葉輪,所以這種風速儀有幾個特點:
1)葉輪的轉(zhuǎn)動需要一定的風速以上才能帶動,通常葉輪式風速儀的*小風速為0.1m/s;2)葉輪式風速儀測量的是葉輪大小面積的平均風速;
3)由于是機械的傳動,分辨率很難做到特別低,TSI 5725葉輪式風速儀分辨率為0.02m/s;
TSI 5725葉輪式風速儀
專線式風速儀基本原理是將一根細的金屬絲放在空氣中,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“專線”。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(jù)強迫對流熱交換理論,可導出專線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標準的專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。根據(jù)專線式風速儀的原理,該類型的風速儀有以下特點:
1)由于都是電路控制,分辨率可以做的很高,通常為0.01m/s;
2)極其靈敏,可以測量風速低至0的風速;
3)注意其結(jié)構(gòu)為流體垂直方向流過金屬絲,所以有一定的方向性,測量時需要將探頭和被測風速大致垂直。為了測量的方便,TSI 還有專門的可彎折的專線式探頭;
TSI 9535/9545專線式風速儀
差壓式風速儀(畢托管)是一種測量壓強的儀器,可用來測量流體運動速度。皮托管由法國工程師亨利·皮托于十八世紀初發(fā)明并在十九世紀中葉由法國科學家亨利·達西改進為現(xiàn)在的樣子。皮托管通常用于氣體的流動速度。皮托管可用于測量某給定點的局部速度而不是整條管線的平均速度。
TSI 8715差壓式風速儀
*基本的皮托管具有一個直接處于氣流中的管道。可在此管充有流體后測量其壓差;由于管道中并無出口,流體便在管中停滯。此時測量的壓強為流體的滯壓,也稱為總壓。
滯壓本身并不能測量流體速度,但是伯努利方程指出:
滯壓 = 靜壓 + 動壓
可改寫為:
解出速度為:
需要注意的是,此等式僅適用于不可壓縮流體;本等式中:
動壓是滯壓和靜壓之差。靜壓通常由機身側(cè)面的靜壓孔測得。動壓通過在一密閉容器中的膜片測得:若膜片一側(cè)的空氣壓強于靜壓相同,另一側(cè)與總壓相同,則膜片的偏轉(zhuǎn)程度與動壓成正比。測得動壓后便可測量風速。 從上述的分析中可以得出畢托管的特點為:
1)測量的為流體中局部點的風速;
2)由于畢托管為金屬結(jié)構(gòu),直徑小且可以耐高溫,所以通常用于測量高溫管道中的風速。需要注意的是,當用于測量管道中的風速或風量時,需要根據(jù)管道的尺寸,按一定的規(guī)則(對數(shù)分割法)測量多個點風速平均得出平均風速。