如何使用風(fēng)速計?
風(fēng)速計是測量空氣流速的儀器。它的種類較多,氣象臺站*常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計,它由3個互成120°固定在支架上的拋物 錐空杯組成感應(yīng)部分,空杯的凹面都順向一個方向。整個感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上,在風(fēng)力的作用下,風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另一種旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計為旋槳式風(fēng)速計,由一個三葉或四葉螺旋槳組成感應(yīng)部分,將其安裝在一個風(fēng)向標(biāo)的前端,使它隨時對準(zhǔn)風(fēng)的來向。槳葉繞水平軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
風(fēng)速計將流速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕囊环N測速儀器,也可測量流體溫度或密度。其原理是,將一根通電加熱的細(xì)金屬絲(稱專線)置于氣流中,專線在氣流中的散熱量與流速有關(guān),而散熱量導(dǎo)致專線溫度變化而引起電阻變化,流速信號即轉(zhuǎn)變成電信號。它有兩種工作模式:①恒流式。通過專線的電流保持不變,溫度變化時,專線電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測量流速;②恒溫式。專線的溫度保持不變,如保持150℃,根據(jù)所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應(yīng)用更廣泛。專線長度一般在0.5~2毫米范圍,直徑在1~10微米范圍,材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小于0.1微米)的金屬膜代替金屬絲,即為熱膜風(fēng)速儀,功能與熱絲相似,但多用于測量液體流速。專線除普通的單線式外,還可以是組合的雙線式或三線式,用以測量各個方向的速度分量。從專線輸出的電信號,經(jīng)放大、補償和數(shù)字化后輸入計算機,可提高測量精度,自動完成數(shù)據(jù)后處理過程,擴大測速功能,如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測量。專線風(fēng)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對流場干擾?。豁憫?yīng)快,能測量非定常流速;能測量很低速等優(yōu)點。風(fēng)速計一根被電流加熱的金屬絲,流動的空氣使它散熱,利用散熱速率和風(fēng)速的平方根成線性關(guān)系,再通過電子線路線性化,即可制成專線風(fēng)速計。專線風(fēng)速計分旁熱式和直熱式兩種。旁熱式的專線一般為錳銅絲,其電阻溫度系數(shù)近于零,它的表面另置有測溫元件。直熱式的專線多為鉑絲,在測量風(fēng)速的同時可以直接測定專線本身的溫度。專線風(fēng)速計在小風(fēng)速時靈敏度較高,適用于對小風(fēng)速測量。它的時間常數(shù)只有百分之幾秒,是大氣湍流和農(nóng)業(yè)氣象測量的重要工具。
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