風(fēng)速計的作原理

風(fēng)速計(anemometer)是測量空氣流速的儀器。它的種類(lèi)較多，氣象臺站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計，它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應分，空杯的凹面都順向個(gè)方向。感應分安裝在根垂直旋轉軸上，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉速旋轉。


作原理

風(fēng)速計其原理是將根細的金屬絲放在流體中，通電流加熱金屬絲，使其溫度于流體的溫度，因此將金屬絲風(fēng)速計稱(chēng)為"熱線(xiàn)"。當流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí)，將帶走金屬絲的分熱量，使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論，可導出熱線(xiàn)散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標準的熱線(xiàn)探頭由兩根支架張緊根短而細的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm，長(cháng)為2 mm;小的探頭直徑僅1μm，長(cháng)為0.2 mm。根據不同的用途，熱線(xiàn)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(shí)用金屬膜代替金屬絲，通常在熱緣的基體上噴鍍層薄金屬膜，稱(chēng)為熱膜探頭。熱線(xiàn)探頭在使用前須行校準。靜態(tài)是在風(fēng)洞里行的，測量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫(huà)成標準曲線(xiàn);動(dòng)態(tài)校準是在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中行的，或在風(fēng)速儀加熱電路中加上脈動(dòng)電信號，校驗熱線(xiàn)風(fēng)速儀的頻率響應，若頻率響應不佳可用相應的補償線(xiàn)路加以改善。

0至100m/s的流速測量范圍可以分為三個(gè)區段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;速:40至100m/s。風(fēng)速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的測量;風(fēng)速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果理想;而利用皮托管則可在速范圍內得到結果。正確選擇風(fēng)速儀的流速探頭的個(gè)附加標準是溫度，風(fēng)速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-70C。特制風(fēng)速儀的轉輪探頭可達350C。皮托管用于+350C以上。

用途
風(fēng)速計1、測量平均流動(dòng)的速度和方向。
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2.測量來(lái)流的脈動(dòng)速度及其頻譜。

3.測量湍流中的雷諾應力及兩點(diǎn)的速度相關(guān)性、時(shí)間相關(guān)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(lái)行的，原理與熱線(xiàn)測速相似)。

5.測量流體溫度(事測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線(xiàn)，然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。


應用
除了風(fēng)速外同時(shí)還可以測風(fēng)溫、風(fēng)量。有很多行業(yè)都需要用到風(fēng)速儀，推薦使用的行業(yè):出海捕撈業(yè)、各類(lèi)風(fēng)扇制業(yè)、抽風(fēng)排氣系統的行業(yè)等等。

風(fēng)速計不同的季節及不同的地理形勢，會(huì )令到大氣中的風(fēng)向不斷變動(dòng)。風(fēng)向可幫助我們預測及研究氣候的變化。研究風(fēng)向需要使用風(fēng)速計。風(fēng)速計的箭羽份會(huì )隨風(fēng)向轉動(dòng)。風(fēng)速計需裝置於沒(méi)有建筑物或樹(shù)木等，阻擾風(fēng)移動(dòng)的地方。熱式電風(fēng)速計，用在采暖、通風(fēng)、空氣調節、氣象、農業(yè)、冷藏干燥、勞動(dòng)衛生調查等各方面，需要測定室內外或模型的氣流速度時(shí)都可使用，是種測量低風(fēng)速的基本儀器。