风速仪工作原理
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项一、风向风速仪的原理风向风速仪主要由风速传感器和风向传感器两部分组成。
风速传感器是用来测量风的速度的,而风向传感器则是用来测量风的方向的。
1.风速传感器原理风速传感器一般采用热线式传感器,其工作原理基于热膨胀效应。
传感器中有一根热丝,当风速增加时,热丝上的冷却效应增强,热丝的温度下降。
通过检测热丝电阻的变化,可以间接测量出风速的大小。
2.风向传感器原理风向传感器通常采用风向酸碱磁斯通敏感器,其原理是基于霍尔效应。
传感器中有一组霍尔元件,当风流经传感器时,由于风的方向不同,在霍尔元件中产生不同的磁场分布,进而使霍尔元件感应到不同的磁场数值。
通过检测霍尔元件的磁感应强度,可以确定风的方向。
二、风向风速仪的注意事项1.安装位置风向风速仪的安装位置对其测量结果有重要影响。
应选择在离地面一定高度和远离阻挡物的位置安装。
阻挡物(如建筑物、树木)会产生湍流,并影响风的流动,从而导致测量结果的不准确。
2.水平校准风向风速仪应在安装后进行水平校准。
水平校准是为了保证仪器的测量结果准确无误。
一般可以通过调整仪器的安装角度来使其水平,或者通过仪器自带的校准装置进行校准。
3.定期维护风向风速仪需要定期进行维护,以保证其正常工作和准确测量。
维护包括清洁仪器表面,检查连接线路是否正常,检查传感器的工作状况等。
同时,还应定期对风向风速仪进行标定,以确保其测量结果的准确性。
4.抗干扰能力风向风速仪应具备较高的抗干扰能力,避免外部环境因素对其测量结果的影响。
例如,应具备一定的防尘、防雨功能,以保证其在恶劣天气条件下仍能正常工作。
5.数据传输与处理风向风速仪一般会配备数据传输与处理系统,用来收集、处理和存储测量数据。
在使用过程中,应确保数据传输的稳定性和准确性,同时保护数据的安全性,防止数据泄露和损坏。
总结:风向风速仪是风力发电机组的重要组成部分,它可以提供风向和风速的测量结果,以帮助调整风力发电机组的工作状态。
三种风速仪及其原理
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:①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;②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0.5~2毫米范围,直径在1~10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10×D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4×D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。
风速计的作业原理介绍
风速计的作业原理介绍风速计是一种用于测量气流速度的仪器,广泛应用于气象、风电、空调、航空等领域。
本文将介绍几种常见的风速计及其作业原理。
1. 热式风速计热式风速计是一种利用热敏电阻在气流中的作用原理进行测速的仪器。
其工作原理是利用发热元件加热空气,同时通过测量温度变化来计算气流速度。
具体来说,热式风速计通过将发热丝置于气流中,其电阻值会随着温度的变化而发生变化。
当通过发热丝的电流恒定时,发热丝的温度也会保持恒定。
当有气流通过发热丝时,气流会带走部分热量,使得温度下降,电阻值发生改变。
通过对电阻变化值及气流速度之间的关系进行测量,可以计算出气体的流速。
热式风速计有较高的精度和灵敏度,适用于测量低速气流和较高湿度的气体。
2. 震动式风速计震动式风速计是一种利用震动传感器检测气流震荡的原理进行测速的仪器。
其工作原理是通过将传感器置于气流中,当气流经过传感器时,会产生一系列震荡,传感器会将震荡信号转换成电子信号输出。
震动式风速计的灵敏度高,适用于测量小气流和大气流速度的变化。
它通常用于出风口和空气调节系统等场合,能够精确地测量气流速度,从而控制通风和温度。
3. 平衡球风速计平衡球风速计是一种利用平衡球在气流作用下受力的原理进行测速的仪器。
其工作原理是通过将平衡球置于气流中,平衡球会受到气流的作用而发生运动,同时产生一个位移角度,通过测量角度和气流速度之间的关系,可以计算出气体流速。
平衡球风速计具有较高的精度和可靠性。
它通常用于航空和气象等领域,可以测量较高速度和大气流。
4. 涡街流量计涡街流量计是一种利用涡街传感器检测涡街旋转频率的原理进行测量的仪器。
其工作原理是通过将涡街传感器置于气流中,当气流经过时,会产生一系列旋转的涡街,涡街旋转的频率与气流速度成正比。
涡街流量计适用范围广,通常用于测量大气流、液体和气体等的流量。
它具有较高的精度和稳定性,同时也方便安装和维护。
综上所述,不同类型的风速计采用不同的原理进行测量,可以满足不同领域和场合的需求。
风速仪工作原理
风速仪工作原理
风速仪是一种用于测量风速的仪器,它通过一系列的传感器和电子组件来实现测量。
风速仪的工作原理主要基于热敏测量技术。
该仪器采用了一个热敏电阻传感器,该传感器通常由铂电阻或半导体材料制成。
当风吹过这个传感器时,风速会带走周围的热量,导致传感器的温度下降。
测量风速的过程分为两个步骤。
首先,通过一个恒温电路来维持传感器的温度不变,通常会使用恒流电源来提供恒定的加热功率。
然后,通过测量电路测量传感器的电阻值,因为传感器的电阻值与温度成正比。
在风速测量中,当风速增加时,传感器受到的风冷效应也会增强,导致传感器温度下降,电阻值增加。
通过测量电路,可以将传感器的电阻值转化为相应的风速值。
为了提高测量的准确性,风速仪通常还会配备一些校准和修正技术。
例如,可以使用温度传感器来测量环境温度,并对风速进行温度修正。
此外,还可以根据传感器的特性曲线进行非线性补偿。
总的来说,风速仪主要通过热敏测量技术来测量风速,利用传感器的温度变化与风速之间的关系来实现。
通过适当的校准和修正,可以获得准确可靠的风速测量结果。
风速仪的工作原理
风速仪的工作原理引言风速仪是一种用于测量风速的设备,其工作原理是基于风压差或热敏材料的变化。
它被广泛应用于气象、环境监测、风力发电以及建筑工程等领域。
本文将详细介绍风速仪的工作原理及其应用。
一、风速仪的类型1. 风压差式风速仪风压差式风速仪是最常见和常用的风速测量仪器。
它由两个敏感的风压差传感器组成,这些传感器位于风速仪的正面和背面。
当风速仪暴露在风中时,风的流动会引起风压差,这个差异通过传感器转换为电信号。
根据风压差的大小,设备可以计算得出风速的数值。
2. 热线式风速仪热线式风速仪则是利用热敏材料的电阻随温度变化而变化的原理来测量风速的。
该仪器内置了一个非常薄且具有高热敏感性的热线,当空气流过时,热线会冷却下来,从而导致电阻发生变化。
通过测量电阻变化的大小,风速仪可以计算出风速。
二、风速仪的工作原理无论是风压差式风速仪还是热线式风速仪,其工作原理都是基于测量风速带来的物理变化。
下面将分别介绍这两种风速仪的工作原理。
1. 风压差式风速仪风压差式风速仪的工作原理基于当风的流动通过其外部传感器时,会产生风压差。
这个风压差被传感器感知到,并转换成电信号。
风压差的大小取决于风速和风速仪的设计特性。
通常来说,风压差越大,风速就越大。
传感器将电信号转换成数值,然后通过计算得出风速的测量结果。
2. 热线式风速仪热线式风速仪的工作原理是利用一个热线或热敏电阻来测量风速。
当空气流经热线时,热线会冷却下来,导致其电阻发生变化。
风速仪通过测量电阻变化的大小来计算风速。
三、风速仪的应用1. 气象学在气象学中,风速仪是测量大气层中风速的重要设备。
通过测量风速,可以更准确地预测天气变化,了解气候趋势以及对环境污染进行监测。
2. 环境监测风速仪也在环境监测中发挥着重要作用。
通过测量风速,可以了解空气流动情况,从而判断空气质量和各种污染物的扩散情况。
3. 风力发电在风力发电领域,风速仪被广泛应用来测量风速,从而调整风力发电机组的转速和功率输出,以最大限度地提高发电效率。
风速计原理
风速计原理
风速计是一种用来测量风速的仪器,它在气象、航空、航海、环境监测等领域
都有着广泛的应用。
风速计的原理是基于风的动力学特性和流体力学原理,通过测量风对测量元件的作用力或风的流速来确定风速。
下面我们来详细介绍一下风速计的原理。
首先,风速计的原理是基于风对测量元件的作用力。
常见的风速计有动力式风
速计和静压式风速计。
动力式风速计利用风对测量元件的作用力来测量风速,而静压式风速计则是利用风速对静压的影响来测量风速。
无论是哪种风速计,其原理都是通过测量风对测量元件的作用力来确定风速大小。
其次,风速计的原理还涉及到风的流速。
风速计通过测量风的流速来确定风速
大小。
风的流速是指单位时间内风通过某一点的速度,通常用米每秒(m/s)来表示。
风速计利用各种传感器或测量元件来感知风的流速,从而确定风速的大小。
另外,风速计的原理还与气压有关。
静压式风速计是利用风速对静压的影响来
测量风速。
静压是指风停止时所感受到的压力,当风速增大时,静压会减小。
静压式风速计利用这一原理来测量风速大小,通过测量静压的变化来确定风速。
总的来说,风速计的原理是基于风的动力学特性和流体力学原理,通过测量风
对测量元件的作用力或风的流速来确定风速。
风速计在各个领域都有着广泛的应用,如气象预报、航空航海、环境监测等。
了解风速计的原理对于正确使用和维护风速计具有重要意义,也有助于我们更好地理解风的特性和气象现象。
希望本文能够帮助大家更深入地了解风速计的原理和应用。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理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:①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。
①恒温式。
热线的温度保持不变,如保持150①,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0.5~2毫米范围,直径在1~10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10×D(D=管道直径,单位为CM)外;终点至少在测量点后4×D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。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理风速测量仪是一种用于测量空气中风速的设备。
它通常由传感器、电子显示屏和数据处理单元组成,用于对风速进行实时监测和记录。
以下将介绍三种常见的风速测量仪及其工作原理。
1.热线式风速测量仪热线式风速测量仪(也称为热线气流计)是一种基于热传感器的风速测量装置。
它利用微型热敏电阻(Hot-wires)的电阻值随温度的变化而变化的特性,通过测量电阻值的变化来计算风速。
具体的工作原理如下:首先,将微型热敏电阻暴露在空气中,当空气流动时,空气带走了微型热敏电阻周围的热量,导致热敏电阻的温度下降。
然后,测量电阻值的变化,并将其转换为对应的温度差。
最后,利用热流量和风速之间的线性关系,通过计算风速与温度差之间的比例关系来确定实际的风速。
热线式风速测量仪的优点是精度高、响应速度快,适用于较高风速范围的测量。
然而,它对周围环境的温度和湿度变化较为敏感,需要进行温度和湿度的补偿,以确保测量精确性。
2.风车式风速测量仪风车式风速测量仪是一种传统的风速测量仪,通过转动风车上的叶片来判断风速大小。
具体的工作原理如下:首先,风车利用风的力量使得叶片转动。
然后,测量风车上的叶片转速,并通过转速与风速之间的已知关系,计算实际的风速。
风车式风速测量仪的优点是结构简单、操作方便,适用于较低的风速范围的测量。
然而,它受到风向的影响较大,且在较高风速下可能受到阻力较大而影响测量精度。
3.超声波式风速测量仪超声波式风速测量仪利用超声波的测量原理来测量风速。
它发射超声波信号,并测量信号从发射到接收的时间差来计算风速。
具体的工作原理如下:首先,设备发射超声波信号,经过空气传播到达接收器。
然后,测量信号从发射到接收的时间差,并利用时间差与声速之间的关系,计算实际的风速。
超声波式风速测量仪的优点是能够快速测量风速,且不受风向的影响。
它适用于各种风速范围的测量,并且具有较高的测量精度。
然而,它对空气湿度和温度变化较为敏感,需要进行湿度和温度的补偿。
风向风速仪的工作原理
风向风速仪的工作原理简介风向风速仪是一种用于测量风速和风向的仪器。
它广泛应用于气象学、航空学和海洋学等领域。
它的主要功能是测量风速和风向以及计算风向和风速的平均值、峰值和风级等参数。
本文将详细介绍风向风速仪的工作原理。
风速的测量风速是指单位时间内气体流体通过一定面积的速度。
风速的测量是风向风速仪的基本功能。
风向风速仪采用的是热线风速测量技术,即在气体流路中引入加热丝,通过测量加热丝的电阻值变化来计算气体流速。
热线风速测量原理当气体流经加热丝时,加热丝的电阻值会因热效应而发生变化。
电阻值的变化量与气体流速成正比。
因此,通过测量加热丝电阻值的变化量,可以获得气体流速的信息。
热线风速测量的优点相比于其他测量风速的方法,热线风速测量具有以下优点:1.热线风速测量技术不需要机械部件,不易损坏,寿命长;2.可测量非常低的气体流速;3.可提供高精度、高分辨率的数据。
风向的测量风向是指气体流体的运动方向。
风向测量是风向风速仪的另一个基本功能。
风向风速仪采用的是靶标测风技术,即在气体流路中设置靶标,通过测量靶标的位置来计算气体流方向。
靶标测风原理当气体流经靶标时,靶标会受到气体流动的作用力而偏移,通过测量靶标的偏移角度,可以获得气体流动的方向。
靶标测风的优点相比于其他测量风向的方法,靶标测风具有以下优点:1.靶标测风技术不需要机械部件,不易损坏,寿命长;2.实现风向测量的精度高。
风速和风向的计算在获取单个风速和风向的读数后,风向风速仪可以计算平均值、峰值和风级等参数。
这些参数可以用于气象预测、飞行控制等领域。
平均值和峰值的计算平均值和峰值分别是风速和风向的时间平均值和时间最大值。
时间可以是一个特定的时间段,也可以是整个观测时间。
风级的计算风级是指风速的大小和风向的方向的组合。
在气象学中,通常使用贝福特风级表将风速和风向的组合与风级对应起来。
总结风向风速仪是一种测量风速和风向的仪器。
它采用热线风速测量和靶标测风技术,在无机械部件的情况下实现了高精度的风速和风向测量。
三种风速仪及其原理
三种风速仪及其原理风速仪是一种用于测量大气中风速的仪器。
根据其工作原理的不同,可以将风速仪分为三种不同类型:携带式风速仪、气象风速仪和超声波风速仪。
1.携带式风速仪携带式风速仪也被称为风速计或风量计,广泛用于HVAC系统检测、航空气象等领域。
其主要原理是利用热线测风技术,通过测量风流中的热量传递来计算风速。
携带式风速仪通常由一个热敏感元件和一个电子控制器组成。
热敏感元件通常是一个金属电阻丝,将其置于风流中以测量风速。
当风吹过电阻丝时,它会带走电阻丝表面的热量,导致电阻丝表面温度下降。
电子控制器测量这种温度变化,并通过比较它和环境温度的差异来计算风速。
2.气象风速仪气象风速仪被广泛应用于气象观测和研究中。
它一般采用杆状结构,顶部安装了多个风叶,并配备了方向传感器测量风的方向。
气象风速仪的算法基于利用测得的风速和风向计算平均风速。
当风吹过风叶时,风叶会转动,根据转动的速度可以确定风速。
方向传感器测量风的方向,并将其与风速一起传送到中央处理器。
通过计算一定时间间隔内的风速和风向数据的平均值,可以得到平均风速。
3.超声波风速仪超声波风速仪是一种使用超声波测量风速的仪器。
它主要由一个发射器和一个接收器组成。
超声波风速仪利用多个超声波波束沿风向传播,并测量风速对波束传播时间的影响。
当超声波风速仪发射波束时,如果波束在相对静止状态的环境中传播,则波程为一定的时间。
当波束遇到移动的空气流时,波程的传播时间会增加或减少,这取决于空气流的方向和速度。
接收器接收回波,并与发射器进行比较,根据时间差计算出风速。
超声波风速仪可以测量多个点的风速,并提供平均风速值。
由于其高度精确和可靠的测量结果,超声波风速仪在气象、航空等领域得到了广泛应用。
总结起来,携带式风速仪使用热线测风技术,气象风速仪使用风叶和方向传感器,超声波风速仪使用超声波波束测量风速。
每种风速仪都有其特定的优点和应用领域,可以根据实际需要选择合适的仪器进行使用。
风速仪原理
知识创造未来
风速仪原理
风速仪是一种用来测量风速的仪器。
其原理主要利用了风流经过风
速仪时所产生的压力差。
以下是常见的两种风速仪原理:
1. 勞倫茲力原理:根据勞倫茲力原理,当风流通过一个挡风体时,
会产生一个垂直于风流方向的侧向力。
风速仪利用这个侧向力来计
算风速。
一种常见的实现方法是通过一个具有固定面积的传感器,
测量风流经过时所产生的侧向力,然后根据侧向力的大小来计算风速。
2. 热线式风速仪原理:热线式风速仪主要利用了风流对热导率的影响。
它包含了一个细长的加热丝,在静止空气中以一定的功率加热。
当风流经过时,风流会带走部分热量,导致加热丝的温度下降。
通
过测量加热丝的温度变化,可以计算出风速。
这种风速仪对被测空
气要有一定的湿度,因为湿度会影响热传导效率。
这些风速仪原理各有优劣,选择适合的风速仪原理取决于具体的应
用场景和要求。
1。
风速仪风向标原理
风速仪风向标原理风速仪是一种用于测量风速和风向的仪器。
它通过测量风力的作用力和风向的方向来确定风速。
风速仪主要由风速测量传感器和风向测量传感器组成,其原理主要包括动力学原理、热电原理和超声波原理等。
首先,动力学原理是风速仪中最常见的原理之一、动力学原理基于空气流动对物体的力的作用。
当空气流经风速仪时,它会对设备产生压力,并且压力的大小与风速成正比。
风速测量传感器会测量这个压力,并将其转换为电信号。
然后,该电信号经过放大和处理后,可以得到具体的风速数据。
其次,热电原理也是一种常用的测量风速的原理。
热电原理是通过测量空气流过的物体的冷却速度来确定风速。
热电风速仪通常由一个发热元件和一个温度传感器组成。
发热元件会加热,当空气流动时,风会冷却发热元件,从而导致温度下降。
温度传感器会测量这个温度变化,并将其转换为电信号。
通过测量温度变化的速度,可以确定风速的大小。
另外,超声波原理也可用于测量风速。
超声波风速仪通过发射和接收超声波信号来确定风速。
当超声波信号沿着一个方向传播时,风的速度和方向会对超声波信号的传播产生影响。
通过计算超声波信号的传播时间和频率的差异,可以确定风的速度和方向。
此外,现代的风速仪还可以使用其他原理来测量风速,例如激光多普勒测量原理。
激光多普勒风速仪通过测量风对激光束的散射和频率的变化来确定风速。
当激光束穿过风,风会导致光的频率发生变化。
通过测量光的频率变化,可以计算出风速的大小。
总之,风速仪通过不同的原理测量风速和风向。
动力学原理、热电原理、超声波原理和激光多普勒测量原理都可以用于风速仪的工作原理。
这些原理都是基于风对物体的作用力和对物体的影响来确定风速。
风速仪的工作原理
风速的测定常用的仪器有杯状风速计、翼状风速计、卡他温度计和热球式电风速计。
翼状和杯状风速计使用简便,但其惰性和机械磨擦阻力较大,只适用于测定较大的风速。
热球式电风速计1.构造原理是一种能测低风速的仪器,其测定范围为0.05-10m/s。
它是由热球式测杆探和测量仪表两部分组成。
探头有一个直径0.6mm的玻璃球,球内绕有加热玻璃球用的镍铬丝圈和两个串联的热电偶。
热电偶的冷端连接在磷铜质的支柱上,直接暴露在气流中。
当一定大小的电流通过加热圈后,玻璃球的温度升高。
升高的程度和风速有关,风速小时升高的程度大;反之,升高的程度小。
升高程度的大小通过热电偶在电表上指示出来。
根据电表的读数,查校正曲线,即可查出所的风速(m/s)。
2.使用方法① 使用前观察电表的指针是否指于零点,如有偏移,可轻轻调整电表的机械调整螺丝,使指针回到零点;②将校正开关置于断的位置;③将测杆插头插在插座上,测杆垂直向上放置,螺塞压紧使探头密封,“校正开关”置于满度位置,慢慢调整“满度调节”旋纽,使电表指针指在满度位置;④将“校正开关”置于“零位”,慢慢调整“粗调”、“细调”两个旋纽,使电表指针指在零点的位置;⑤经以上步骤后,轻轻拉动螺塞,使测杆探头露出(长短可根据需要选择),并使探头上的红点面对对着风向,根据电表度读数,查阅校正曲线,即可查出被测风速;⑥在测定若干分后(10min左右),必须重复以上③、④步骤一次,使仪表内的电流得到标准化;⑦测毕,应将“校正开关”置于断的位置。
3.注意事项①本仪器为一较精密的仪器,严防碰撞振动,不可在含尘量过多或有腐蚀性的场所使用。
②仪器内装有4节电池,分为两组一组是三节串联的,一组是单节的。
在调整“满度调节”旋纽时,如果电表不能达到满刻度,说明单节电池已耗竭;在调整“粗调”、“细调”旋纽时,如果电表电表指针不能回到零点,说明三节电池已耗竭;更换电池时将仪器底部的小门打开,按正确的方向接上。
③仪器维修后,必须重新校正。
风速仪的工作原理
风速仪的工作原理
风速仪是一种用于测量风速的仪器。
其工作原理基于空气的动力学特性和流体力学原理。
风速仪一般由一个传感器和一个显示器组成。
传感器是测量风速的核心部件,它通常采用热接触法或者超声波法。
热接触法是通过一个小小的热导体或者细丝来进行测量。
当空气流过热导体时,会带走一部分热量,从而导致热导体温度下降。
通过测量热导体的温度变化,可以计算出通过传感器的风速。
超声波法是利用超声波在空气中传播的速度与风速有关这一原理。
测量设备会发射一个脉冲的超声波信号,当它遇到风时,风会改变超声波的传播速度。
传感器会接收到反射回来的超声波信号,并通过计算时间差来测量风速。
不论是热接触法还是超声波法,测量结果都会传输给显示器进行显示。
显示器一般会将风速以数字形式或者图形化的方式展示出来,方便使用者直观地了解风速。
需要注意的是,为了提高测量精度,风速仪在测量时通常需要进行一些校准和修正。
比如,在使用热接触法测量时,需要考虑环境温度对热导体的影响,或者对超声波的传播速度进行修正,以获得更准确的风速数据。
风速计的运转原理
风速计的运转原理风速计是一种用于测量风速的仪器,其运转原理基于感应风速、信号转化、信号处理、数据输出、仪器精度和防风保护等多个方面。
1.感应风速风速计通常使用感应器来测量风速。
感应器通常是一个风杯或一个感应头,可以感应到风流,并产生一个电信号。
这个电信号与风速成正比,可以通过电子设备进行测量和记录。
2.信号转化感应器产生的电信号需要进行转化。
这个转化过程通常由一个信号转换器完成。
信号转换器将感应器产生的电信号转化为可以处理的电信号,例如电压或电流信号。
3.信号处理信号处理是将感应器产生的电信号进行放大、过滤和数字化处理等操作,以确保测量数据的准确性和可靠性。
这个过程中,可能会使用到一些数字信号处理技术,例如滤波、模数转换等。
4.数据输出数据输出是将处理后的信号以某种方式显示或输出,以便使用者可以获取到准确的风速数据。
数据输出可以是数字形式、模拟形式或者通过数据接口输出到其他设备上进行处理。
5.仪器精度风速计的精度是衡量其性能的重要指标之一。
不同型号的风速计精度可能会有所不同,但通常情况下,风速计的精度会受到多种因素的影响,例如感应器的灵敏度、信号处理的效果、仪器的机械稳定性等。
6.防风保护风速计在强风条件下进行测量时,需要具备一定的防风保护能力,以确保测量的稳定性和可靠性。
一些高精度的风速计可能还具有防震、防水等功能,以适应各种恶劣环境下的使用需求。
综上所述,风速计的运转原理是基于感应风速、信号转化、信号处理、数据输出、仪器精度和防风保护等多个方面综合考虑设计的。
在使用过程中,需要考虑到这些因素,以了解其性能和特点,从而正确地使用和维护。
风速测量仪原理
风速测量仪原理
风速测量仪是一种用来测量风速的仪器,其工作原理基于风的气动性质和电子传感技术。
它通常由风向传感器和风速传感器组成。
风向传感器利用了风的气动性质,通过感受风的方向来确定风的风向。
常见的风向传感器采用了叶片结构,当风吹向传感器时,叶片会受到风力的作用而转动,从而判断风的方向。
风向传感器通常通过数字编码器或者电位器将风向转化为电信号进行反馈。
风速传感器用于测量风的风速,其工作原理基于风对传感器的作用力与传感器材料的特性之间的关系。
常见的风速传感器采用了热膨胀原理,即风通过传感器时,传感器上的热线受到风的冷却作用,从而导致热线的电阻值发生变化。
通过测量热线电阻值的变化,可以计算出风的速度。
另外,也有一些风速传感器采用了超声波技术,利用超声波在空气中传播的速度与风速之间的关系进行测量。
为了提高风速测量仪的精准度和可靠性,通常还需要进行校准和温度补偿。
校准是指将测得的实际值与标准值进行比较,然后进行误差修正。
而温度补偿则是考虑到传感器的工作温度对测量结果的影响,通过对温度进行实时监测,并对测量结果进行修正,从而提高测量的准确度。
总结而言,风速测量仪通过风向传感器和风速传感器来测量风的风向和风速。
风向传感器利用风的气动性质来判断风的方向,
而风速传感器则利用风对传感器的作用力与传感器材料的特性之间的关系来测量风的速度。
校准和温度补偿也是确保测量准确性的重要步骤。
风速仪原理
风速仪原理风速仪是一种用来测量风速的仪器,它在气象、航空、环境监测等领域有着广泛的应用。
风速仪的原理是基于风的动力学特性和传感器的测量原理。
首先,风速仪利用风的动力学特性来进行测量。
风速是指单位时间内风通过某一点的速度,通常以米每秒(m/s)或千米每小时(km/h)来表示。
风速仪通过测量风对传感器的作用力来确定风速。
其原理是根据流体动力学中的伯努利定理和流体的动量守恒定律,通过测量风对传感器的压力差或作用力来计算风速。
其次,风速仪利用传感器的测量原理来进行风速的测量。
常见的风速传感器有热线式、旋翼式、超声波式等。
其中,热线式风速传感器是利用风速对传感器的冷却作用来进行测量的,当风速增大时,传感器的冷却效果增强,从而可以通过测量传感器的电阻值来计算风速。
旋翼式风速传感器则是利用风速使得传感器上的旋翼转动来进行测量,通过测量旋翼的转速来计算风速。
超声波式风速传感器则是利用超声波在空气中的传播速度与风速相关的原理来进行测量,通过测量超声波传播的时间来计算风速。
风速仪的原理简单而又精密,通过测量风对传感器的作用力和传感器的测量原理来进行风速的测量。
在实际应用中,风速仪的准确性和稳定性对于各个领域的应用至关重要。
因此,风速仪的制造和使用都需要严格按照标准进行,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总的来说,风速仪是一种基于风的动力学特性和传感器的测量原理来进行风速测量的仪器。
它在气象、航空、环境监测等领域有着广泛的应用,并且在这些领域中起着至关重要的作用。
风速仪的原理简单而又精密,通过测量风对传感器的作用力和传感器的测量原理来进行风速的测量。
在实际应用中,风速仪的准确性和稳定性对于各个领域的应用至关重要。
因此,风速仪的制造和使用都需要严格按照标准进行,以确保测量结果的准确性和可靠性。
风速仪工作原理范文
风速仪工作原理范文风速仪是一种测量风速的仪器。
它是只测量风的速度,而不测量风的方向的一个设备。
风速仪可以应用于气象研究、气象预测、航空航天、工地风速监测、环境污染监测等领域。
其工作原理可以分为三个方面,分别是传感器技术、信号处理和数据显示。
首先,风速仪的传感器技术是风速仪工作的核心。
目前常用的风速传感器有动力学式风速传感器和超声波式风速传感器两种类型。
动力学式风速传感器是利用了风对物体的压力差异而测量风速的一种传感器。
它包括一个风杯,风杯通过一个水平转轴与一个发电机连接。
当风吹向风杯,风杯会转动,转动的速度与风速成正比。
风杯的转动驱动发电机产生电能,通过测量发电机输出的电压和电流来计算风速。
其中一个常见的动力学式风速传感器是微力传感式风速传感器,它通过测量从风杯传送到微力传感的应力变化来计算风速。
超声波式风速传感器则是利用了超声波在静止和运动风流中的传播速度差异来测量风速的一种传感器。
它由发射器和接收器组成,发射器发射超声波,接收器接收超声波。
当超声波传播在相对静止的空气中时,传播速度为声速。
当超声波传播在风流中时,由于风引起的压力差异,传播速度会略有差异。
通过测量发射和接收超声波之间的时间差来计算风速。
其次,风速仪的信号处理模块主要是将传感器获取的信号进行放大、滤波、转换和处理。
传感器获得的信号可能是模拟信号或数字信号,需要经过信号处理模块进行转换。
例如,对于动力学式风速传感器,将其输出的电信号进行放大后,转换为数字信号并进行滤波处理,以减小噪音干扰和提高精确度。
对于超声波式风速传感器,通过计算发射和接收超声波之间的时间差得到风速,需要进行数字信号处理以提高测量的准确性。
最后,风速仪的数据显示模块是将处理后的数据进行显示和记录。
数据显示模块通常包括数字显示屏、LED指示灯或计算机界面等。
风速仪将测量的风速数据显示出来,方便用户实时获取风速信息。
同时,风速仪也可以通过数据接口连接到计算机或其他设备,将测量的风速数据进行记录和分析。
风速仪原理
风速仪原理
风速仪原理
风速仪是一种测量静态和动态气流的仪器,它可以用来测量空气中的风速、风力和风向。
它使用一个旋转的叶片,测量的单位是英尺/秒(ft/s)或米/秒(m/s)。
无论是手持式风速仪还是固定式风速仪,它们都使用相同的原理来测量风速。
风速仪的工作原理是利用一个旋转的叶片将气流压缩,并通过感应器检测压缩空气的流量。
风速仪的叶栅会随着气流的速度而转动,从而将空气的流量转化为叶片的转速,这就是风速仪测量风速的原理。
当叶片旋转时,它们会产生电磁场,这种电磁场会使得叶片周围的空气被压缩,这就是压缩效应。
这种压缩效应会使叶片的转速减慢,从而产生一个脉冲信号,这个脉冲信号会被电子部件检测,从而得到叶片的转速,从而可以得到风速的大小。
风速仪的精确度很高,它的读数可以在0.1米/秒的范围内有很好的精确度。
它也可以测量低温,低湿度等环境条件下的风速,它能够快速准确地测量气流的方向。
风速仪的优点是实用性强,它可以用于工业、农业和气象学等不同的领域中,它也可以用来测量建筑物的风
速,以便确定其结构的稳定性。
此外,风速仪还可以用于测量风速、风力和风向,帮助人们确定气流的方向和大小,从而更好地控制环境条件。
总之,风速仪是一种可以用来测量静态和动态气流的仪器,它使用一个旋转的叶片,将气流压缩,通过感应器检测压缩空气的流量,从而得到风速的大小,从而使人们可以更好地控制环境条件。
风速仪具有实用性强、精确度高、测量范围广等优点,可以用于不同的领域。
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2012-01-25 16:19
风速仪_热线风速仪测量原理简介
0引言
到目前为止,人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器,比如有早期的比托管和风速仪,后来的热线热膜风速仪(HWA),以及近期出现的激光流速计((LDV)等等。
比托管的结构简单,使用方便,坚实可靠,价格低廉,但是其测速的范围比较窄,一般用来测量旺盛湍流的平均流速,所以测量的速度一般比较高,而且其仅能测量二维流场,不能敏感反向流动,不能测量湍流流动的流场分布。
热线风速仪能够实现连续测量,信噪比好,而且能够分离和测量三维流场,测量的范围比较大,而且能够非常准确地测量微风速,其灵敏度非常高。
鉴于热线风速仪的这些优点,现在被广泛地应用与各种领域,比如测量模拟风洞的速度场,换热管肋片周围的速度场,内燃机的流动特性等。
1热线风速仪的基本工作原理
1.1基本原理
热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术,己经有近一百年的历史,它为流体速度的测量作出了巨大的贡献,并且在20世纪60年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。
按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速仪和恒温风速仪。
由于恒温风速仪热滞后效应很小,频率响应很宽,反应快速,而恒流风速仪则不具备上述特点,因此,恒温风速仪的出现成为热线技术进一步发展的重要标志。
热线风速仪器测量速度的基本原理是热平衡原理,利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速,风速的变化会使金属丝的温度产生变化,从而产生电信号而获得风速。
根据热平衡原理,当风速仪中的热线置于介质(流场)中并通以电流时,热线中产生的热量应与之耗散的热量相等。
换言之,在风速仪热线没有其他形式的热交换条件下,加热电流在热线中产生的热量应等于热线与周围介质的热交换。
根据King公式,我们可以近似的得到换热表面的努谢尔数与雷诺数之间的关系,也就是说,只要知道换热系数,就可以得到通过风速仪热线处流速的大小和方向。
King公式可以表示为:
Nu=A+BRe0.5 (1)
其中一一努谢尔数
一一雷诺数
α一一对流换热系数,W/(K. m2)
L 一一定性尺寸,m
A, B—为常数,根据不同的热线而定
由热平衡原理,在不考虑热辐射的前提下,风速仪热线的热耗散应该等于电流流过风速仪热线所产生的热量。
热耗散可用下式得出:
(2)
其中,α—热线的对流换热系数,W/(K.m2)
F—热线表面换热面积,m2
T w—热线表面温度,℃
T f一主流温度,℃
电流流过热线产生的热量为:
(3)
其中,I w,—电流,A
R w—电阻,Ω。
于是可以得出:
(4)
1.2热线风速仪静态响应
只要测量出风速仪热线的对流换热系数,那么就可以根据其基本原理来计算测量点的风速。
如果流场是稳定的,那么利用热线风速仪测得就是静态数据,即成为热线风速仪静态响应。
对于静态响应,其流场不随时间的变化而变化,同样温度场也不随时间变化而变化,这样就可以根据King公式得到:
(5)
式中,λf—流体的导热系数,W/(m.℃)
ρ—流体的密度,kg/m3
C P—定压比热,kJ/(kg. ℃)
d—热线直径,m
v—流速,m/s
l—风速仪热线的长度,m
当时式(5)可表示为:
(6)
或 (7)
式中,R f—为对流换热热阻,m2.K/w
如果保持风速仪热线的温度不变,那么通过风速仪热线的电流就随通过热线处的速度场的变化而变化,通过分析电流的变化就可以准确地分析速度场的变化。
1.3热线风速仪动态响应
在很多的生产过程中要求我们风速仪对某流场要进行连续的测量,要反映出流场的瞬时值,以便对换热过程有更深的认识。
这就要求我们能够进行动态测量,实时地反映出流场随时间的变化过程。
换热面附近流体的速度场、温度场以及通过风速仪热线的电流发生变化都会导致热线热平衡的失衡,于是必定会有某个常数发生变化减缓这种热的不平衡,比如速度场随电流的变化而变化。
根据动态响应的工程,我们可以得到
(7)
式中:E—热线内能的增量
而热线内能的增量由可表示为
(8)
式中,m—热线的质量,kg
c—热线的比热容,J/(kg. 0C )
t—时间,s
于是可得:
(9)
2热线风速仪的应用
2.1紊流参数测量
在实际生产中遇到最多的就是紊流情况,而现在人们对紊流的研究还是停留在实验的基础之上,在理论上的研究还不够深入,特别是对紊流流场的分析和计算以及紊流状态下对流换热系数的确定都还不能从理论上得到完全满意的答案,风速仪或多或少存在误差,而且很多的计算流场的公式都是在实验的基础之上进行一定的假设和简化,使之在数学上可解。
也就是说,目前人们对紊流的研究还不够深入,这其中主要的原因是因为没有办法准确地描述紊流的流场和准确地求解紊流的流场,而且很多关于紊流流场的假设都不能够得到很好的实验验证,因此就要求能够对紊流常数进行一定的测量,以便为理论研究提供可靠的实验数据。
对于恒流式热线风速仪有:
(10)
式中,—分别为三维坐标中三个方向的紊流强度
—分别为三个方向流速脉动值的平均值,m/s
—分别为三个方向流速的瞬时值,m/s
根据热平衡原理
(11)
而 (12)
因此就有
(13)
其中,U—任何一个方向上的流速平均指,m/s
n—常数
我们可以看到,只要风速仪能测得流场中的某点的瞬时流速就可以得到该流场的紊流参数。
2.2 雷诺数的测量
很多情况下要求风速仪得出流体的雷诺数,因为一般的对流换热都直接与雷诺数有关,对于紊流的雷诺一般可以表示为,
(14)
式中,u, v紊流中某点两个不同方向的流速,m/s
如果利用X型探头来测量流场的参数时,可以分析得到
(15)
而
因此,利用热线风速仪可以比较准确地测量紊流的雷诺数。
3热线风速仪的自校准与修正
3.1热线风速仪的自校准
利用热线风速仪可以非常准确地测量流速,特别是对于微风速的情况,可以很准确地测量出其流速,这些都是比托管等其它的测量流速的仪器所不能达到的。
这就要求热线风速仪的灵敏度要高,空间分辨率要大,同时要能够承受一定的冲击负荷,只有这样,热线风速仪才可以很灵敏地测量出微风速,而且不会对流场有很大的影响。
由于热线风速仪一般都比较昂贵,要求的精度也比较高,所以应用起来受到一定的限止,为了保证其灵敏度和准确度,有必要在使用前对热线风速仪进行自校准 (标定)。
测非纯净气体时,一般刚焊接好的热线探头较清洁,而在排气管流场测量中的热线探头将受到混在排气中润滑油和水蒸气的污染。
为了使标定前热线探头的工作特性尽量和实测状态的工作特性一致,将焊接好的热线探头置于实测的排气流场中,经试验约4小时之后,热线探头的特性可基本稳定,经以上预处理之后再进行标定可提高热线风速仪的准确度。
热线风速仪的自校准也是根据king公式的原理:
(16)
利用标准风洞,标准测速装置等测速设备求出3种稳态流动时的E (Eo, E, , EZ)和u,, u2,
然后根据式(17)求出n值。
(17)
3.2热线风速仪使用注意事项
在标定完后使用时,要注意以下问题:
a) 线倾角的修正;
b) 固体壁面影响及其修正;
c) 流体温度变化影响;
d) 污染影响。
如果热线风速仪受到污染,一定要清洗完才可继续使用,一般清洗的方法有超声波、酒精、化学、加热等。
4.结束语
热线风速仪是一种先进的专门用于流速测量的新仪器,我们可以利用它比较精确地测量和研究复杂的流动,使得研究由实验测得的速度信号(包括一维、二维、三维)成为可能,也方便进行数据处理与分析。