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风速计的原理

来源:江苏省金坛市环宇科学仪器厂   2024年06月18日 09:09   258
  风速计是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站zui常用的为风杯风速计,它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分,空杯的凹面都顺向一个方向。
  
  整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上,在风力的作用下,风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。另一种旋转式风速计为旋桨式风速计,由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分,将其安装在一个风向标的前端,使它随时对准风的来向。桨叶绕水平轴以正比于风速的转速旋转。
  
  风速计原理:
  
  风速计其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中,通电流加热金属丝,使其温度高于流体的温度,因此将金属丝风速计称为“”。当流体沿垂直方向流过金属丝时,将带走金属丝的一部分热量,使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论,可导出散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。标准的探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成。
  
  金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm,长为2mm;zui小的探头直径仅1μm,长为0.2mm。根据不同的用途,探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度,有时用金属膜代替金属丝,通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜,称为热膜探头,如图2.2所示。探头在使用前必须进行校准。
  
  静态校准是在专门的标准风洞里进行的,测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线;动态校准是在已知的脉动流场中进行的,或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号,校验风速仪的频率响应,若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。
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