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  技術中心

超聲波風速儀是怎樣測量風速的?


發布日期:[2022-04-19] 共閱[230]次
  對于風速測量很多人可能會認為是氣象臺的工作,但其實在工程施工、環境監測等諸多方面都需要實時了解準確的風速情況。而這就離不開對超聲波風速儀的了解使用。那么,一般常見的超聲波風速儀是怎樣測量風速的?它背后的原理具體又都包含什么?
 
  首先,風速儀是測量空氣流速的儀器,它的類別較多,氣候臺站常常用的為風杯風速儀,它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應局部,空杯的凹面都順向一個方向,整個感應部分裝置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。
 
  其次,在平常使用中便攜式風速儀因為便于攜帶、方便使用較為常見,一般都帶有數據鎖存功能,便于讀數。風向部分,采用了自動指北裝置,測量時無需人工對北,簡化測量操作。便攜式風速風向儀為精密儀器,配備高級鋁合金手提儀器箱,為儀器提供良好保護,同時便于攜帶。廣泛用于農林、環保、海洋、科學考察等領域測量大氣的風參數。
 

超聲波風速儀

 

  另外,日常生活中常見風速儀的工作原理基本為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,因而將金屬絲風速儀稱為“熱線”。當流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一些熱量,使金屬絲溫度降下。
 
  依據強制對流熱替換理論,可導出熱線消散的熱量Q與流體的速度v之間存在關系式。金屬絲一般用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬制成。經用的絲直徑為5μm,長為2 mm,較小的探頭直徑僅1μm,長為0.2 mm。依據不同的用處,熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了減少強度,有時用金屬膜替代金屬絲,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。
 
  最后,熱線探頭在運用前必需實行校準,靜態校準是在專門的規范風洞里實行的,測量流速與輸出電壓之間的關系并畫成規范曲線,動態校準是在已知的脈動流場中實行的,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。

 

 
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