三種（zhǒng）風速測量（liàng）儀及其工作（zuò）原理

1、熱式風速儀
將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器，也可測量流體溫度或密度。其（qí）原理是，將一根通電加熱的細金屬絲（稱）置於氣流中，在氣流中的散熱量與流（liú）速有關，而散熱量導致溫度變（biàn）化（huà）而引起電阻變化，流（liú）速信號即轉變成電信號。它（tā）有兩種工作模式：
①恒（héng）流式：通過的電流保（bǎo）持不變，溫度變化時，電阻改變，因而（ér）兩端電壓變化（huà），由此測量流速。
②恒溫式：的溫度保（bǎo）持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比（bǐ）恒流式應用更廣泛（fàn）。
長（zhǎng）度（dù）一（yī）般（bān）在0.5～2毫米範圍，直徑（jìng）在1～10微米範圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合（hé）金等。若以一片很薄（厚度小於0.1微米）的金（jīn）屬（shǔ）膜代替金（jīn）屬絲，即為熱（rè）膜風速儀（yí），功能與熱絲相似（sì），但多用（yòng）於測量液體流速。除普（pǔ）通的（de）單線式外，還可以是（shì）組合的雙線式或三線式，用以測量各個方向的速度分量。從輸出的（de）電信號，經放大、補償和數字化後輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據後處理過程，擴大測速（sù）功能，如同時完成瞬時（shí）值和時（shí）均值、合速度和分（fèn）速度、湍流度和其他湍流參數（shù）的測量。風速儀（yí）[1]與皮托管相比，具有探頭體積小，對流場幹擾小；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（sù）（如低達0.3米／秒)等優點。
當在湍流中使用熱敏式探頭（tóu）時（shí），來自各個方向的氣流同時衝擊熱元件，從（cóng）而會影響到測量結果的準確性。在湍流中測量時，熱敏式風速儀流速傳感器的示值往往高於轉輪式探頭。以上（shàng）現象可（kě）以在管道（dào）測量過程中觀察到。根據管理管道紊流的不同設（shè）計，甚至（zhì）在低速時也會出現。因此，風速儀測量過程應（yīng）在管道的直線部分進行。直線部（bù）分的起點（diǎn）應至少在測量點*×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終（zhōng）點至少在測（cè）量點後4×D處（chù）。流體截麵不得有任何遮擋（棱角，重懸，物等）。
2、葉輪風速儀（yí）
風（fēng）速計的葉輪式探頭的工作原理是基於把轉動轉換成（chéng）電信（xìn）號，先經過一個臨近（jìn）感應開頭（tóu），對葉輪的轉動進行“計數” 並產生一個脈衝係列，再經檢測儀轉換處（chù）理，即可得到轉速值。風速儀的大口徑探頭（60mm，100mm）適合於（yú）測量中、小流速（sù）的紊（wěn）流（如（rú）在管道出口）。風速（sù）計的小口徑探頭（tóu）更適於測量管道橫截麵積大於探頭橫截麵積100倍以上的氣流。
3、皮托管（guǎn）風速儀
18世紀為法國物理學家（jiā）H.皮托發明（míng）。zui簡單的（de）皮托管有（yǒu）一根端部帶有小孔的金屬細（xì）管為導壓管（guǎn），正（zhèng）對流束（shù）方向（xiàng）測（cè）出流體（tǐ）的總壓力；另在金屬細管前麵附近的主（zhǔ）管道壁上再引出一根（gēn）導壓管，測得靜（jìng）壓力。差壓（yā）計與兩（liǎng）導壓管相連，測出的壓力即為動（dòng）壓力。根據伯努（nǔ）利定理，動（dòng）壓力與流速（sù）的平方成正比。因此用皮托管可測出流體的流速。在結構上（shàng）進行（háng）改進後即（jí）成為組合式皮托管，即皮托-靜壓管。它是一根彎成直角的（de）雙層（céng）管。外套管與內套管之間封口，在外套管周圍有若（ruò）幹小孔。測量時，將此套管插入被測管道中（zhōng）間。內套管的管口正對（duì）流束方向，外套（tào）管周圍小孔的孔口恰與流束方向垂直，這時測出內外套管的（de）壓差即可（kě）計算出流體在該點的流速。皮（pí）托管（guǎn）常用以測量（liàng）管道和風洞中流體的速度，也可測量河（hé）流速度。如果（guǒ）按規定測量得到各（gè）截麵的（de）流速，經過積分即可用以測量管道中流體的流量。但當流體中含有少量顆粒時，有可（kě）能（néng）堵塞測量（liàng）孔，所以它（tā）隻適於測量無顆粒流體（tǐ）的流量。所以（yǐ），皮托管也可以用於測量風速及風的流量，這就是（shì）皮托管風速儀的原理。