《三种风速仪及其原理》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三种风速仪及其原理(2页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、三种风速测量仪及其工作原理1.热式风速仪将流速信号转变为电信号的一种测速仪器,也可测量流体温度或密度。其原理是,将一根通电加热的细金属丝(称热线)置于气流中,热线在气流中的散热量与流速有关,而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化,流速信号即转变成电信号。它有两种工作模式:恒流式。通过热线的电流保持不变,温度变化时,热线电阻改变,因而两端电压变化,由此测量流速;恒温式。热线的温度保持不变,如保持150,根据所需施加的电流可度量流速。恒温式比恒流式应用更广泛。 热线长度一般在0.52毫米范围,直径在110微米范围,材料为铂、钨或铂铑合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金属膜代替金属丝,即为
2、热膜风速仪,功能与热丝相似,但多用于测量液体流速。热线除普通的单线式外,还可以是组合的双线式或三线式,用以测量各个方向的速度分量。从热线输出的电信号,经放大、补偿和数字化后输入计算机,可提高测量精度,自动完成数据后处理过程,扩大测速功能,如同时完成瞬时值和时均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流参数的测量。热线风速仪1与皮托管相比,具有探头体积小,对流场干扰小;响应快,能测量非定常流速;能测量很低速(如低达0.3米秒)等优点。 当在湍流中使用热敏式探头时,来自各个方向的气流同时冲击热元件,从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时,热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式探头。以上现象可以
3、在管道测量过程中观察到。根据管理管道紊流的不同设计,甚至在低速时也会出现。因此,风速仪测量过程应在管道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4D处。流体截面不得有任何遮挡(棱角,重悬,物等)。2.叶轮风速仪风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号,先经过一个临近感应开头,对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列,再经检测仪转换处理,即可得到转速值。风速仪的大口径探头(60mm,100mm)适合于测量中、小流速的紊流(如在管道出口)。风速计的小口径探头更适于测量管道横截面积大于探头横截面积100倍以上的气流。3.皮托
4、管风速仪18世纪为法国物理学家H.皮托发明。最简单的皮托管有一根端部带有小孔的金属细管为导压管,正对流束方向测出流体的总压力;另在金属细管前面附近的主管道壁上再引出一根导压管,测得静压力。差压计与两导压管相连,测出的压力即为动压力。根据伯努利定理,动压力与流速的平方成正比。因此用皮托管可测出流体的流速。在结构上进行改进后即成为组合式皮托管,即皮托-静压管。它是一根弯成直角的双层管。外套管与内套管之间封口,在外套管周围有若干小孔。测量时,将此套管插入被测管道中间。内套管的管口正对流束方向,外套管周围小孔的孔口恰与流束方向垂直,这时测出内外套管的压差即可计算出流体在该点的流速。皮托管常用以测量管道和风洞中流体的速度,也可测量河流速度。如果按规定测量得到各截面的流速,经过积分即可用以测量管道中流体的流量。但当流体中含有少量颗粒时,有可能堵塞测量孔,所以它只适于测量无颗粒流体的流量。所以,皮托管也可以用于测量风速及风的流量,这就是皮托管风速仪的原理。21413124 蒋欢