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熱式風(fēng)速儀原理 風(fēng)速儀是如何工作的

時(shí)間:2020-08-13    來(lái)源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

熱式風(fēng)速儀原理

(由于部分圖片不能顯示,導(dǎo)致本文并不完整,詳細(xì)資料可點(diǎn)擊下載word文檔后閱讀) 1、原理簡(jiǎn)介 熱線測(cè)速儀(Hot wire Anemometer,簡(jiǎn)稱HWA),發(fā)明于20世紀(jì)20年代。其基本原理是將一根細(xì)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,因此將金屬絲稱為“熱線”。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式 (D3.4.4a) 上式稱為金(L.V.King,1914)公式,R、I分別為熱線的電阻和流過(guò)的電流強(qiáng)度,ΔT為熱線與流體的溫度差,A、B為與流體和熱線有關(guān)的物理常數(shù)。考慮到熱線材料的電阻溫度特性,(D3.4.4a)式可化為   (D3.4.4b) 上式中U為熱線的輸出電壓,A’,B’為與熱線的電阻溫度系數(shù)有關(guān)的物理常數(shù),由實(shí)驗(yàn)確定。這樣通過(guò)測(cè)量熱線兩端的電壓,即可確定流速。   2、探頭的結(jié)構(gòu)               2。1                            2。2        標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成,如圖2.1所示。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長(zhǎng)為2 mm;最小的探頭直徑僅1μm,長(zhǎng)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(qiáng)度,有時(shí)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,如圖2.2所示。   熱線探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)是在專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的,測(cè)量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫(huà)成標(biāo)準(zhǔn)曲線;動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)是在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中進(jìn)行的,或在測(cè)速儀加熱電路中加上一脈動(dòng)電信號(hào),校驗(yàn)熱線測(cè)速儀的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善。      熱線測(cè)速儀的優(yōu)點(diǎn)是(1)體積小,對(duì)流場(chǎng)干擾?。唬?)內(nèi)部設(shè)有溫度補(bǔ)償,在一定溫度范圍內(nèi)能夠保持高精度。(3)適用范圍廣。不僅可用于氣體也可用于液體,在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動(dòng)中均可使用;除了測(cè)量平均速度外,還可測(cè)量脈動(dòng)值和湍流量;除了測(cè)量單方向運(yùn)動(dòng)外還可同時(shí)測(cè)量多個(gè)方向的速度分量。(4)頻率響應(yīng)高,可高達(dá)1 MH z。(5)測(cè)量精度高,重復(fù)性好。熱線測(cè)速儀的缺點(diǎn)是探頭對(duì)流場(chǎng)環(huán)境有一定要求。比如,測(cè)試環(huán)境要較潔凈,且測(cè)試探頭對(duì)環(huán)境溫度有一定要求。      熱線測(cè)速儀的主要用途是(1)測(cè)量平均流動(dòng)的速度和方向。(2)測(cè)量來(lái)流的脈動(dòng)速度及其頻譜。(3)測(cè)量湍流中的雷諾應(yīng)力及兩點(diǎn)的速度相關(guān)性、時(shí)間相關(guān)性。(4)測(cè)量壁面切應(yīng)力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來(lái)進(jìn)行的,原理與熱線測(cè)速相似)。(5)測(cè)量流體溫度(事先測(cè)出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,然后根據(jù)測(cè)得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開(kāi)發(fā)出許多專業(yè)用途
風(fēng)速儀的校準(zhǔn)維護(hù)

  風(fēng)速儀表屬于安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)類的計(jì)量?jī)x表,是我國(guó)計(jì)量法規(guī)定的強(qiáng)制性檢定計(jì)量器具。除出廠銷售需要具備相應(yīng)的校準(zhǔn)報(bào)告,也需按JJG(建設(shè))0001-1992《熱球式風(fēng)速儀檢定規(guī)程》的要求每年定期到國(guó)家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心或者中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑能源與環(huán)境檢測(cè)中心進(jìn)行定期校準(zhǔn),并根據(jù)其出具法定校準(zhǔn)證書(shū)對(duì)儀器各方面進(jìn)行調(diào)整以獲得較佳工作狀態(tài)。

  除保持日常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性外,日常維護(hù)使用中還要注意以下幾點(diǎn):

  1、禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風(fēng)速計(jì)

  2、禁止將風(fēng)速計(jì)探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。

  3、請(qǐng)依據(jù)使用說(shuō)明書(shū)的要求正確使用風(fēng)速計(jì)。使用不當(dāng),可能導(dǎo)致觸電、火災(zāi)和傳感器的損壞。

  4、在使用中,如遇風(fēng)速計(jì)散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風(fēng)速計(jì)內(nèi)部,請(qǐng)立即關(guān)機(jī)取出電池。否則,將有被電擊、火災(zāi)和損壞風(fēng)速計(jì)的危險(xiǎn)。

  5、不要將探頭和風(fēng)速計(jì)本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災(zāi)和傷及人身的危險(xiǎn)。

  6、不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。

  7、風(fēng)速計(jì)長(zhǎng)期不使用時(shí),請(qǐng)取出內(nèi)部的電池。否則,將電池可能漏液,導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)損壞。

  8、不要將風(fēng)速計(jì)放置在高溫、高濕、多塵和陽(yáng)光直射的地方。否則,將導(dǎo)致內(nèi)部器件的損壞或風(fēng)速儀性能變壞。

  9、不要用揮發(fā)性液體來(lái)擦拭風(fēng)速計(jì)。否則,可能導(dǎo)致風(fēng)速儀殼體變形變色。風(fēng)速計(jì)表面有污漬時(shí),可用柔軟的織物和中性洗滌劑來(lái)擦拭。

  10、不要摔落或重壓風(fēng)速計(jì)。否則,將導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)的故障或損壞。

  11、不要在風(fēng)速計(jì)帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測(cè)量結(jié)果或?qū)е嘛L(fēng)速計(jì)內(nèi)部電路的損壞。

標(biāo)簽: 風(fēng)速儀
風(fēng)速儀 風(fēng)速儀的校準(zhǔn)維護(hù)_風(fēng)速儀
風(fēng)速儀的安裝

  風(fēng)速儀是測(cè)量空氣流速的儀器,它的種類較多,氣象臺(tái)站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速儀,它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分,空杯的凹面都順向一個(gè)方向,整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上,在風(fēng)力的作用下,風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),另一種旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀為旋槳式風(fēng)速儀,由一個(gè)三葉或四葉螺旋槳組成感應(yīng)部分,將其安裝在一個(gè)風(fēng)向標(biāo)的前端,使它隨時(shí)對(duì)準(zhǔn)風(fēng)的來(lái)向,槳葉繞水平軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

  風(fēng)速儀的安裝:  一、對(duì)安裝地點(diǎn)的選擇:  1、不要把風(fēng)速儀安裝在靠近高能雷達(dá)或無(wú)線發(fā)射器的旁邊??梢赃M(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè),以確定當(dāng)?shù)氐碾娮痈蓴_,不要與任何雷達(dá)掃描裝置在一個(gè)平面上安裝,至少應(yīng)該保持2m以上的距離;  2、建議和周圍一些無(wú)線電接受天線保持距離;  3、避免周圍建筑物比如樹(shù)、電線桿、高樓等這些可能會(huì)影響到氣流或產(chǎn)生紊亂的裝置,這可能對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響??梢园惭b在盛行風(fēng)的一側(cè);  4、按照世界氣象組織(WMO)給出的建議:風(fēng)速儀安裝標(biāo)準(zhǔn):在開(kāi)闊地區(qū)超過(guò)地面10米以上,開(kāi)闊地區(qū)的定義是風(fēng)速儀和任何障礙物之間的距離是障礙物高度的10倍以上?! ?i>二、安裝注意事項(xiàng):  1、確保CDBJ-F30J熱球風(fēng)速儀根據(jù)用戶手冊(cè)正確接地;  2、確保線纜長(zhǎng)度低于最大線纜長(zhǎng)度限制,如果線纜割斷后又沒(méi)有正確的連接,或者線纜屏蔽線沒(méi)有很好維護(hù),EMC(電磁兼容性)可能會(huì)降低;  3、不需要?jiǎng)?chuàng)建接地回路,根據(jù)安裝指導(dǎo)說(shuō)明進(jìn)行接線;  4、保證儀器在運(yùn)行中的持續(xù)電源供應(yīng)。  三、線纜:  1、對(duì)線纜的要求: ?、贋榇_保傳輸?shù)男盘?hào)不受外界的干擾,線纜必須加屏蔽,PVC外套,導(dǎo)線大小要求為(24AWG),如果儀器有加熱裝置,加熱電源導(dǎo)線大小要求為(18AWG); ?、谠谑褂猛扑]線纜、波特率9600下,最大線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)1km;  2、重要提示: ?、俨灰丫€纜中的任何導(dǎo)線相互連接在一起,以免對(duì)儀器造成損害,裸露的導(dǎo)線必須屏蔽起來(lái),不要把儀器0V、加熱、模擬輸出0V或數(shù)字輸出Data-連接到一塊或接地; ?、诮K端盒到主機(jī)系統(tǒng)的線纜類型必須符合如上規(guī)格,必須給線纜開(kāi)出合適的管道或電纜槽,以避免機(jī)械裝置對(duì)線纜的傷害,必須使用束線夾或束線帶對(duì)線纜進(jìn)行固定,以減少線纜對(duì)連接頭的拉扯?! ?i>四、接地:  為了正確操作,最大限度避免雷電損害,EC-A1必須通過(guò)安裝管正確接地,不完全接地將會(huì)降低EC-A1的性能,尤其在電磁干擾比較嚴(yán)重的地方,接地導(dǎo)線通過(guò)底部的M6螺孔與儀器連接,導(dǎo)線截面積最小6mm;  五、機(jī)械裝置:  1、儀器的固定  用戶可根據(jù)實(shí)際需要,靈活地選擇安裝方式,但必須保證儀器垂直放置,固定牢固;  2、方向的確定  儀器頂部標(biāo)有指示箭頭,箭頭“N”相對(duì)應(yīng)于儀器的0°u30456X位,在安裝過(guò)程中,必須用精密的方向測(cè)定儀器先測(cè)定某個(gè)固定方向,“零位”指示箭頭依據(jù)這個(gè)方向來(lái)確定儀器的安裝方位,通常選擇指北安裝(或者指向其它方向安裝),然后固定好儀器。

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