風速計顧名思義是測量空氣流速的儀器。它的種類較多(duō),氣象台站常用的為風(fēng)杯風速計,它由(yóu)3個互成120°固定在支架上的拋物(wù) 錐(zhuī)空杯組成感應部分,空杯的(de)凹麵都順向一個方向。整個感應部分(fèn)安裝在一根垂直旋轉軸上,在風力的作用下,風杯繞軸以正比於風速的(de)轉速(sù)旋轉。另一種旋轉式(shì)風速(sù)計(jì)為旋槳式風速計,由一個三葉或四葉螺旋槳組成感應部分,將其安裝在一個風向標的前端,使它隨(suí)時對(duì)準風的來向。槳葉繞水平軸以正比(bǐ)於風速的轉速旋轉。
風速計其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中,通電(diàn)流加熱金屬絲,使其溫度高於流體的溫度,因此將金(jīn)屬絲風速計稱為。當流體沿(yán)垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的(de)一部分熱(rè)量,使金屬絲溫(wēn)度下降。根據強(qiáng)迫對流熱交換理論,可導出散失的熱量Q與流體的速度(dù)v之間存在關(guān)係式(shì)。標準的探頭由兩(liǎng)根支架張緊一(yī)根短而細的金屬絲組成,如圖2.1所(suǒ)示。金(jīn)屬絲通常用鉑、銠(lǎo)、鎢等(děng)熔點高、延展性好的金屬製成。常用的(de)絲直徑為5μm,長為(wéi)2 mm;小的探頭直徑僅1μm,長為(wéi)0.2 mm。根據不同的用(yòng)途,探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度,有時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(báo)金屬膜,稱為熱膜探(tàn)頭。探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在(zài)專門的標準(zhǔn)風洞裏進行的,測量(liàng)流速(sù)與輸出電(diàn)壓之間的關係並畫成標準(zhǔn)曲線;動(dòng)態校準是在已知的脈動流場中進行的,或在風速(sù)儀加熱電路(lù)中加上一脈動電信(xìn)號,校驗風速儀(yí)的頻率響應,若頻率響應不(bú)佳可用相應的補償線路(lù)加以改善。
0至100m/s的流速測量範圍可以分為三個區段:低速:0至5m/s;中速:5至40m/s;高速:40至100m/s。風速儀的熱敏式(shì)探頭用於0至5m/s的精準測量;風速儀的轉輪式探頭測量5至(zhì)40m/s的流速效果(guǒ)理想;而利用皮托管則(zé)可(kě)在高速範圍內得到結(jié)果。正確選擇風速儀(yí)的流(liú)速探頭的一個附加標準是溫度(dù),通常(cháng)風速儀的熱敏式傳感器的(de)使用溫度約(yuē)達+-70C。特製風速儀的轉輪探頭可達350C。皮(pí)托管(guǎn)用於+350C以上。