0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精確測量;風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較好;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到較佳結果。正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度,通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-70C。特制風速儀的轉輪探頭可達350C。皮托管用于+350C以上。
風速儀的熱敏式探頭的工作原理是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量,借助一個調(diào)節(jié)開關,保持溫度恒定,則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關系。當在湍流中使用熱敏式探頭時,來自各個方向的氣流同時沖擊熱元件,從而會影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于轉輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設計,甚至在低速時也會出現(xiàn)。因此,風速儀測量過程應在管道的直線部分進行。直線部分的起點應至少在測量點前10×D(D=管道直徑,單位為CM)外;終點至少在測量點后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。(棱角,重懸,物等)
風速計,是測量空氣流速的儀器。它的種類較多,氣象臺站常用的為風杯風速計,它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應部分,空杯的凹面都順向一個方向。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上,在風力的作用下,風杯繞軸以正比于風速的轉速旋轉。
風速計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(jù)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 mm;小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。根據(jù)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(tài)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;動態(tài)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。
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的測量;風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果zui理想;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到zui佳結果。正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度,通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-70C。特制風速儀的轉輪探頭可達350C。皮托管用于+350C以上。
風速儀表屬于安全防護、環(huán)境監(jiān)測類的計量儀表,是我國計量法規(guī)定的強制性檢定計量器具。除出廠銷售需要具備相應的校準報告,也需按JJG(建設)0001-1992 《熱球式風速儀檢定規(guī)程》的要求每年定期到國家空調(diào)設備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心或者中國建筑科學研究院建筑能源與環(huán)境檢測中心進行定期校準,并根據(jù)其出具法定校準證書對儀器各方面進行調(diào)整以獲得zui佳工作狀態(tài)。
除保持日常數(shù)據(jù)的準確性外,日常維護使用中還要注意以下幾點:
1.禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風速計。
2.禁止將風速計探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導致火災甚至爆炸。
3.請依據(jù)使用說明書的要求正確使用風速計。使用不當,可能導致觸電、火災和傳感器的損壞。
4.在使用中,如遇風速計散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風速計內(nèi)部,請立即關機取出電池。否則,將有被電擊、火災和損壞風速計的危險。
5.不要將探頭和風速計本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災和傷及人身的危險。
6.不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。
7.風速計長期不使用時,請取出內(nèi)部的電池。否則,將電池可能漏液,導致風速計損壞。
8.不要將風速計放置在高溫、高濕、多塵和陽光直射的地方。否則,將導致內(nèi)部器件的損壞或風速儀性能變壞。
9.不要用揮發(fā)性液體來擦拭風速計。否則,可能導致風速儀殼體變形變色。風速計表面有污漬時,可用柔軟的織物和中性洗滌劑來擦拭。
10.不要摔落或重壓風速計。否則,將導致風速計的故障或損壞。
11.不要在風速計帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測量結果或導致風速計內(nèi)部電路的損壞。
風速計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"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,可導出線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。
標準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 mm;最小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。
根據(jù)不同的用途,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。線探頭在使用前必須進行校準。
靜態(tài)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;動態(tài)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。
0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個區(qū)段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精確測量;風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較好;而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到結果。
正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度,通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達 -70C。特制風速儀的轉輪探頭可達350C。皮托管用于 350C以上
維護
風速儀表屬于安全防護、環(huán)境監(jiān)測類的計量儀表,是我國計量法規(guī)定的強制性檢定計量器具。除出廠銷售需要具備相應的校準報告,也需按JJG(建設)0001-1992 《熱球式風速儀檢定規(guī)程》的要求每年定期到國家空調(diào)設備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心或者中國建筑科學研究院建筑能源與環(huán)境檢測中心進行定期校準,并根據(jù)其出具法定校準證書對儀器各方面進行調(diào)整以獲得工作狀態(tài)。
除保持日常數(shù)據(jù)的準確性外,日常維護使用中還要注意以下幾點:
1.禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風速計。
2.禁止將風速計探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導致火災甚至爆炸。
3.請依據(jù)使用說明書的要求正確使用風速計。使用不當,可能導致觸電、火災和傳感器的損壞。
4.在使用中,如遇風速計散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風速計內(nèi)部,請立即關機取出電池。否則,將有被電擊、火災和損壞風速計的危險。
5.不要將探頭和風速計本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災和傷及人身的危險。
6.不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。
7.風速計長期不使用時,請取出內(nèi)部的電池。否則,將電池可能漏液,導致風速計損壞。
8.不要將風速計放置在高溫、高濕、多塵和陽光直射的地方。否則,將導致內(nèi)部器件的損壞或風速儀性能變壞。
9.不要用揮發(fā)性液體來擦拭風速計。否則,可能導致風速儀殼體變形變色。風速計表面有污漬時,可用柔軟的織物和中性洗滌劑來擦拭。
10.不要摔落或重壓風速計。否則,將導致風速計的故障或損壞。
11.不要在風速計帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測量結果或導致風速計內(nèi)部電路的損壞。
操作使用
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(diào)整電表的機械調(diào)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(diào)整"滿度調(diào)節(jié)"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(diào)整"粗調(diào)"、"細調(diào)"兩個旋紐,使電表指針指在零點的位置
5.經(jīng)以上步驟后,輕輕拉動螺塞,使測桿探頭露出(長短可根據(jù)需要選擇),并使探頭上的紅點面對對著風向,根據(jù)電表度讀數(shù),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(nèi)的電流得到標準化
7.測畢,應將"校正開關"置于斷的位置。
風速計將流速信號轉變?yōu)殡娦盘柕囊环N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)置于氣流中,在氣流中的散熱量與流速有關,而散熱量導致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。通過的電流保持不變,溫度變化時,電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測量流速;
②恒溫式。溫度保持不變,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。
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。從線輸出的電信號,經(jīng)放大、補償和數(shù)字化后輸入計算機,可提高測量精度,自動完成數(shù)據(jù)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(shù)的測量。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(yōu)點。