描述:無(wú)線風(fēng)速風(fēng)向傳感器
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風(fēng)速儀的基本原理:
風(fēng)速儀其基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風(fēng)速計(jì)稱(chēng)為“熱線"。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。標(biāo)準(zhǔn)的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細(xì)的金屬絲組成。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。常用的絲直徑為5μm,長(zhǎng)為2 ;小的探頭直徑僅1μm,長(zhǎng)為0.2 。根據(jù)不同的用途,熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強(qiáng)度,有時(shí)用金屬膜代替金屬絲,通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜,稱(chēng)為熱膜探頭。熱線探頭在使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)是在專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞里進(jìn)行的,測(cè)量流速與輸出電壓之間的關(guān)系并畫(huà)成標(biāo)準(zhǔn)曲線;校準(zhǔn)是在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中進(jìn)行的,或在風(fēng)速儀加熱電路中加上一脈動(dòng)電信號(hào),校驗(yàn)熱線風(fēng)速儀的頻率響應(yīng),若頻率響應(yīng)不佳可用相應(yīng)的補(bǔ)償線路加以改善。
風(fēng)速儀將流速信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種測(cè)速儀器,也可測(cè)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(chēng)熱線)置于氣流中,熱線在氣流中的散熱量與流速有關(guān),而散熱量導(dǎo)致熱線溫度變化而引起電阻變化,流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。它有兩種工作模式:
1、恒流式:通過(guò)熱線的電流保持不變,溫度變化時(shí),熱線電阻改變,因而兩端電壓變化,由此測(cè)量流速;
2、恒溫式:熱線的溫度保持不變,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。熱線長(zhǎng)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(cè)量液體流速。熱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(cè)量各個(gè)方向的速度分量。從熱線輸出的電信號(hào),經(jīng)放大、補(bǔ)償和數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī),可提高測(cè)量精度,自動(dòng)完成數(shù)據(jù)后處理過(guò)程,擴(kuò)大測(cè)速功能,如同時(shí)完成瞬時(shí)值和時(shí)均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數(shù)的測(cè)量。熱線風(fēng)速儀與皮托管相比,具有探頭體積小,對(duì)流場(chǎng)干擾小;響應(yīng)快,能測(cè)量非定常流速;能測(cè)量很低速(如低達(dá)0.3米/秒)等優(yōu)點(diǎn)。
風(fēng)速儀除保持日常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性外,日常維護(hù)使用中還要注意以下幾點(diǎn):
1、禁止在可燃性氣體環(huán)境中使用風(fēng)速計(jì)。
2、禁止將風(fēng)速計(jì)探頭置于可燃性氣體中。否則,可能導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸。
3、請(qǐng)依據(jù)使用說(shuō)明書(shū)的要求正確使用風(fēng)速計(jì)。使用不當(dāng),可能導(dǎo)致觸電、火災(zāi)和傳感器的損壞。
4、在使用中,如遇風(fēng)速計(jì)散發(fā)出異常氣味、聲音或冒煙,或有液體流入風(fēng)速計(jì)內(nèi)部,請(qǐng)立即關(guān)機(jī)取出電池。否則,將有被電擊、火災(zāi)和損壞風(fēng)速計(jì)的危險(xiǎn)。
5、不要將探頭和風(fēng)速計(jì)本體暴露在雨中。否則,可能有電擊、火災(zāi)和傷及人身的危險(xiǎn)。
6、不要觸摸探頭內(nèi)部傳感器部位。
7、風(fēng)速計(jì)長(zhǎng)期不使用時(shí),請(qǐng)取出內(nèi)部的電池。否則,將電池可能漏液,導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)損壞。
8、不要將風(fēng)速計(jì)放置在高溫、高濕、多塵和陽(yáng)光直射的地方。否則,將導(dǎo)致內(nèi)部器件的損壞或風(fēng)速儀性能變壞。
9、不要用揮發(fā)性液體來(lái)擦拭風(fēng)速計(jì)。否則,可能導(dǎo)致風(fēng)速儀殼體變形變色。風(fēng)速計(jì)表面有污漬時(shí),可用柔軟的織物和中性洗滌劑來(lái)擦拭。
10、不要摔落或重壓風(fēng)速計(jì)。否則,將導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)的故障或損壞。
11、不要在風(fēng)速計(jì)帶電的情況下觸摸探頭的傳感器部位。否則,將影響測(cè)量結(jié)果或?qū)е嘛L(fēng)速計(jì)內(nèi)部電路的損壞。
風(fēng)速儀是測(cè)量空氣流速的儀器。它的種類(lèi)較多,氣象臺(tái)站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì),它由3個(gè)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(gè)方向。整個(gè)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)。
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