風速計的轉輪式探頭的正確調整位置,是氣流流向平行于轉輪軸。
在氣流中輕輕轉動探頭時,示值會隨之發(fā)生變化。當讀數(shù)達到*大值時,即表明探頭處于正確測量位置。
在管道中測量時,管道平直部分的起點到測量點的距離應大于是0XD,紊流對風速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對較小。
風速計的操作
1、使用前觀察電表的指針是否指于零點,如有偏移,可輕輕調整電表的機械調整螺絲,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,慢慢調整“滿度調節(jié)”旋紐,使電表指針指在滿度位置;
4、將“校正開關”置于“零位”,慢慢調整“粗調”、“細調”兩個旋紐,使電表指針指在零點的位置;
5、經以上步驟后,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。
風速計的應用:
1、測量平均流動的速度和方向。
2、測量來流的脈動速度及其頻譜。
3、測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性。
4、測量壁面切應力(通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的,原理與測速相似)。
5、測量流體溫度(事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線,然后根據(jù)測得的探頭電阻就可確定溫度。
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。
風速儀日常維護注意事項
風速儀除保持日常數(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、不要觸摸探頭內部傳感器部位。
7、風速計長期不使用時,請取出內部的電池。
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部電路的損壞。
風速計是測量空氣流速的儀器。它的種類較多,氣象臺站經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。今天先來介紹三種風速儀:
1、熱式風速儀
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(稱熱線)置于氣流中,熱線在氣流中的散熱量與流速有關,而散熱量導致熱線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。通過熱線的電流保持不變,溫度變化時,熱線電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測量流速。②恒溫式。熱線的溫度保持不變,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。
熱線長度一般在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。熱線除普通的單線式外,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。從熱線輸出的電信號,經放大、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。熱線風速儀[1]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。
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)。
2、葉輪風速儀
風速計的葉輪式探頭的工作原理是基于把轉動轉換成電信號,先經過一個臨近感應開頭,對葉輪的轉動進行“計數(shù)”并產生一個脈沖系列,再經檢測儀轉換處理,即可得到轉速值。風速儀的大口徑探頭(60mm,100mm)適合于測量中、小流速的紊流(如在管道出口)。風速計的小口徑探頭更適于測量管道橫截面積大于探頭橫截面積100倍以上的氣流。
3、皮托管風速儀
18世紀為法國物理學家H.皮托發(fā)明。比較簡單的皮托管有一根端部帶有小孔的金屬細管為導壓管,正對流束方向測出流體的總壓力;另在金屬細管前面附近的主管道壁上再引出一根導壓管,測得靜壓力。差壓計與兩導壓管相連,測出的壓力即為動壓力。根據(jù)伯努利定理,動壓力與流速的平方成正比。因此用皮托管可測出流體的流速。在結構上進行改進后即成為組合式皮托管,即皮托-靜壓管。它是一根彎成直角的雙層管。外套管與內套管之間封口,在外套管周圍有若干小孔。測量時,將此套管插入被測管道中間。內套管的管口正對流束方向,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的流速。皮托管常用以測量管道和風洞中流體的速度,也可測量河流速度。如果按規(guī)定測量得到各截面的流速,經過積分即可用以測量管道中流體的流量。但當流體中含有少量顆粒時,有可能堵塞測量孔,所以它只適于測量無顆粒流體的流量。所以,皮托管也可以用于測量風速及風的流量,這就是皮托管風速儀的原理。
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