风速计是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站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。用户应该怎样使用风速计进行风量和风速的测量呢?
A、风量、风速检测必须首先进行。各项净化效果都是在设计的风量、风速下获得。
B、检测前检查风机是否运转正常,必须实地测量被测风口、风管的尺寸。
C、对于单向流(层流)洁净室,采用室截面平均风速和洁净积乘积的方法确定风量。
(取离高效过滤器0.3m垂直于气流处的截面作为采样截面,按照测试点间距不宜大于0.6m在截面上设置不少于5个测试点,所有读数的算术平均值作为平均风速。)垂直单向流(层流)洁净室的测定截面取据地面0.8m~1m的水平截面;水平单向流(层流)洁净室的测定截面取据送风面0.5m~1m的垂直截面;截面上测试点数量应不少于10个,间距不应大于2m,均匀布置;
D、对于安有过滤器的风口,以风口截面平均风速和风口净截面积的乘积确定风量。(在风口截面或引用辅助风管的截面上按不少于6个均匀布置的测试点得出平均风速。)
E、对于风口上风侧有较长的支管段且已经或可以打孔时,可以用风管法确定风量。(在出风口前不小于3倍管径或3倍大边长度处打孔;)
F、对于矩形风管,将测定截面分成若干个相等的小截面,每个小截面尽可能接近正方形,边长不大于200mm,测试点位于小截面中心,但整个截面上不宜少于3个测试点;对于圆形风管,应按等面积圆环法划分测定截面和确定测试点数;在风管外壁上开孔,插入热式风速计探头或皮托管。(通过测动压,换算为风量。)
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“热线”。
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。
风速仪日常维护注意事项
风速仪除保持日常数据的准确性外;
日常维护使用中还要注意以下几点:
1、禁止在可燃性气体环境中使用风速计。
2、禁止将风速计探头置于可燃性气体中。
否则,可能导致火灾甚至爆炸。
3、请依据使用说明书的要求正确使用风速计。
使用不当,可能导致触电、火灾和传感器的损坏。
4、在使用中,如遇风速计散发出异常气味、声音或冒烟,或有液体流入风速计内部,请立即关机取出电池。
否则,将有被电击、火灾和损坏风速计的危险。
5、不要将探头和风速计本体暴露在雨中。
否则,可能有电击、火灾和伤及人身的危险。
6、不要触摸探头内部传感器部位。
7、风速计长期不使用时,请取出内部的电池。
否则,将电池可能漏液,导致风速计损坏。
8、不要将风速计放置在高温、高湿、多尘和阳光直射的地方。
否则,将导致内部器件的损坏或风速仪性能变坏。
9、不要用挥发性液体来擦拭风速计。
否则,可能导致风速仪壳体变形变色。
风速计表面有污渍时,可用柔软的织物和中性洗涤剂来擦拭。
10、不要摔落或重压风速计。
否则,将导致风速计的故障或损坏。
11、不要在风速计带电的情况下触摸探头的传感器部位。
否则,将影响测量结果或导致风速计内部电路的损坏。
风速计是测量空气流速的仪器。它的种类较多,气象台站经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。今天先来介绍三种风速仪:
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、皮托管风速仪
18世纪为法国物理学家H.皮托发明。比较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。
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