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1,熱式(shì)風速儀
將(jiāng)流速(sù)信(xìn)號轉變為電信號的(dí)一種測速(sù)儀器,也可測(cè)量流體溫(wēn)度或(huò)密度(dù)。其原理是,將一根通(tōng)電(diàn)加(jiā)熱的(dí)細金屬絲(sī)(稱)置於氣流中,在(zài)氣流中(zhōng)的(dí)散熱量與流速有(yǒu)關(guān),而散(sàn)熱量導(dǎo)致(zhì)溫度變(biàn)化(huà)而(ér)引(yǐn)起電阻變化(huà),流速信號即轉(zhuǎn)變(biàn)成電信號。它(tā)有(yǒu)兩(liǎng)種工作(zuò)模(mó)式:①恒流式。通過(guò)的電(diàn)流保(bǎo)持(chí)不變,溫度變(biàn)化(huà)時,電阻(zǔ)改變,因(yīn)而兩(liǎng)端電(diàn)壓變化,由此(cǐ)測量流速。②恒溫式(shì)。的(dí)溫度保持(chí)不(bù)變(biàn),如保(bǎo)持150℃,根(gēn)據所需(xū)施加(jiā)的(dí)電流可度量流速。恒溫式(shì)比恒流(liú)式(shì)應用更廣(guǎng)泛。
長(cháng)度一般(bān)在0.5~2毫(háo)米(mǐ)範圍(wéi),直徑(jìng)在(zài)1~10微(wēi)米(mǐ)範圍,材料為鉑,鎢(wū)或(huò)鉑(bó)銠(lǎo)合(hé)金等(děng)。若以一片(piàn)很薄(厚度小於(yú)0.1微(wēi)米)的金(jīn)屬膜(mó)代(dài)替金(jīn)屬絲(sī),即(jí)為(wéi)熱膜風速儀(yí),功(gōng)能與熱絲相似,但(dàn)多用(yòng)於測(cè)量(liáng)液(yè)體(tǐ)流速。除普通的單綫式外(wài),還(huán)可以是組合的雙(shuāng)綫(xiàn)式或三(sān)綫式,用以測(cè)量各個方向(xiàng)的(dí)速度(dù)分(fēn)量(liáng)。從輸出(chū)的電(diàn)信(xìn)號,經放(fàng)大(dà),補償(cháng)和數字化後輸(shū)入計(jì)算(suàn)機,可提高測量(liáng)精(jīng)度,自動完(wán)成數據後處理(lǐ)過(guò)程,擴(kuò)大(dà)測速(sù)功能(néng),如同時(shí)完成瞬(shùn)時(shí)值和(hé)時(shí)均(jūn)值,合速度和分(fēn)速度,湍(tuān)流(liú)度和其(qí)他湍(tuān)流參(cān)數的(dí)測(cè)量。風速(sù)儀(yí)[1]與(yǔ)皮托(tuō)管相比(bǐ),具有(yǒu)探頭(tóu)體(tǐ)積(jī)小(xiǎo),對流(liú)場幹擾小(xiǎo);響應(yīng)快(kuài),能(néng)測量非定(dìng)常(cháng)流速(sù);能(néng)測量(liáng)很低速(sù)(如(rú)低(dī)達(dá)0.3米/秒(miǎo))等優(yōu)點(diǎn)。
當在湍流(liú)中使(shǐ)用熱敏式(shì)探(tàn)頭時,來(lái)自各(gè)個(gè)方向的氣(qì)流(liú)同時衝擊(jī)熱元件(jiàn),從而會(huì)影(yǐng)響(xiǎng)到測(cè)量結果的(dí)準確性。在湍(tuān)流中測量(liáng)時,熱敏(mǐn)式風速(sù)儀流速傳(chuán)感器(qì)的示(shì)值往(wǎng)往高於轉(zhuǎn)輪式探(tàn)頭。以上(shàng)現(xiàn)象(xiàng)可(kě)以在(zài)管(guǎn)道(dào)測量過程(chéng)中(zhōng)觀察到(dào)。根(gēn)據管理管(guǎn)道(dào)紊流的不同(tóng)設計,甚(shèn)至(zhì)在(zài)低(dī)速時也會出(chū)現。因此(cǐ),風(fēng)速(sù)儀測(cè)量(liáng)過程應(yīng)在管道(dào)的直(zhí)綫部分進行。直綫(xiàn)部分的(dí)起點(diǎn)應至(zhì)少在(zài)測量(liáng)點*×D(D=管道直徑(jìng),單(dān)位(wèi)為(wéi)CM)外(wài);終(zhōng)點(diǎn)至少在(zài)測(cè)量(liáng)點(diǎn)後(hòu)4×D處(chǔ)。流(liú)體截(jié)麵(miàn)不(bù)得(dé)有(yǒu)任何遮(zhē)擋(棱角,重懸,物(wù)等(děng))。
2,葉輪風速(sù)儀(yí)
風速計的葉輪式(shì)探頭(tóu)的工作原(yuán)理是(shì)基於把(bǎ)轉動轉(zhuǎn)換(huàn)成(chéng)電(diàn)信(xìn)號(hào),先經過(guò)一個(gè)臨近感應開頭(tóu),對(duì)葉(yè)輪的(dí)轉動(dòng)進(jìn)行(háng)“計(jì)數(shù)” 並產生(shēng)一個脈衝係列,再(zài)經檢測(cè)儀(yí)轉換處理(lǐ),即可(kě)得到(dào)轉(zhuǎn)速值(zhí)。風速儀的大(dà)口(kǒu)徑探(tàn)頭(60mm,100mm)適合(hé)於測(cè)量中,小流(liú)速(sù)的(dí)紊流(如在(zài)管(guǎn)道(dào)出口)。風(fēng)速計的(dí)小(xiǎo)口徑探頭(tóu)更(gēng)適於測量(liáng)管道橫(héng)截麵(miàn)積(jī)大(dà)於(yú)探(tàn)頭橫截(jié)麵積100倍以(yǐ)上的氣流(liú)。
3,皮托管(guǎn)風(fēng)速儀(yí)
18世(shì)紀(jì)為(wéi)法國(guó)物理(lǐ)學家H.皮(pí)托(tuō)發明(míng)。zui簡單的皮托管有一(yī)根(gēn)端部(bù)帶(dài)有(yǒu)小孔(kǒng)的金(jīn)屬細管(guǎn)為(wéi)導(dǎo)壓管(guǎn),正對(duì)流束(shù)方(fāng)向測出(chū)流(liú)體(tǐ)的(dí)總(zǒng)壓(yā)力(lì);另(lìng)在金屬(shǔ)細管前麵(miàn)附(fù)近的(dí)主管道壁上再(zài)引(yǐn)出(chū)一(yī)根導壓(yā)管,測得靜壓力。差壓計(jì)與兩導(dǎo)壓管相連,測出(chū)的壓力即為動壓力。根(gēn)據(jù)伯努(nǔ)利定理,動壓力(lì)與流(liú)速的(dí)平(píng)方成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)。因此(cǐ)用皮(pí)托管可測出流體的流(liú)速(sù)。在(zài)結構上進(jìn)行改進(jìn)後即(jí)成為(wéi)組(zǔ)合式(shì)皮托管,即(jí)皮托-靜壓(yā)管。它(tā)是一(yī)根彎(wān)成直(zhí)角(jiǎo)的(dí)雙(shuāng)層管。外套(tào)管與內套管之間封(fēng)口,在外(wài)套管周(zhōu)圍有(yǒu)若(ruò)幹(gān)小孔。測量(liáng)時(shí),將此套管插(chā)入被(bèi)測管道中間。內套管的(dí)管(guǎn)口正(zhèng)對(duì)流(liú)束(shù)方向,外套管周(zhōu)圍小孔的(dí)孔口恰與(yǔ)流束(shù)方向(xiàng)垂直,這時測出內外(wài)套(tào)管(guǎn)的(dí)壓差即可(kě)計(jì)算出(chū)流體(tǐ)在該點的流速(sù)。皮托管(guǎn)常(cháng)用(yòng)以測量管(guǎn)道(dào)和風(fēng)洞(dòng)中(zhōng)流(liú)體的速度,也(yě)可測量(liáng)河流速度。如(rú)果(guǒ)按(àn)規(guī)定測量(liáng)得到(dào)各(gè)截麵的流速,經(jīng)過(guò)積分(fēn)即(jí)可用(yòng)以測量管道中流(liú)體的(dí)流量。但當(dāng)流體(tǐ)中(zhōng)含有(yǒu)少量顆(kē)粒時(shí),有(yǒu)可能堵塞測量(liáng)孔,所以它(tā)隻(zhī)適於測(cè)量無(wú)顆粒(lì)流體(tǐ)的(dí)流量(liáng)。所以(yǐ),皮托管也可以(yǐ)用於(yú)測(cè)量風(fēng)速及(jí)風(fēng)的(dí)流量(liáng),這就(jiù)是(shì)皮托管(guǎn)風(fēng)速儀的原理。