風速測量方式的對比

通常測量風速的方法有三種：熱式探頭、葉輪式探頭、皮托管。

測量風速的時候如何才能選擇比較適合我們使用的儀器呢？這三種測量方法各自都適合用于哪些場合呢？

在0至100m/s的流速測量范圍，我們可以分為三個區(qū)段：

低速：0至5m/s；

中速：5至40m/s；

高速：40至100m/s。

風速儀的熱式探頭用于0至5m/s的精確測量；

風速儀的葉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果較理想；

而利用皮托管則可在高速范圍內(nèi)得到*佳結(jié)果。

1.熱式探頭（熱球式，熱敏式，熱線式）擁有較精確的測量效果，風速范圍一般在0-30m/s。

?該方式是測試處于通電狀態(tài)下傳感器因風而冷卻時產(chǎn)生的電阻變化，由此測試風速。不能得出風向的信息。

?除攜帶容易方便外，成本性能比高，作為風速計的標準產(chǎn)品廣泛地被采用。

2.葉輪式探頭可以選擇葉輪的直徑，不同尺寸的葉輪都有不同的應用。如選用直徑100mm的大葉輪就可以測得100mm直徑的圓形區(qū)域的平均風速。此外葉輪探頭還可附加罩子，達到精確測量小出風口風量的效果。 ?該方式是應用風車的原理，通過測試葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)，測試風速。?用于氣象觀測等。?原理比較簡單，價格便宜，但測試精度較低，所以不適合微風速的測試和細小風速變化的測試。?普及度低。　適用范圍：1～50m/s　顯示分辨率：0.1m/s

3.皮托管（皮托管）探頭一般都是應用在測量管道風速，適合于大風速，一般小于5m/s的風速都不推薦使用皮托管。

正確選擇風速儀探頭的一個附加標準是溫度：通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達-20~70?C。普通的葉輪式探頭也在-20~70?C左右，但葉輪式探頭可特制，承受350?C高溫。皮托管對于溫度的適用范圍是較廣泛的，即使是最普通的探頭，也能承受600?C的高溫。

二. 不同風速儀的工作原理

1.風速儀的熱式探頭（熱球式風速儀）

熱式探頭是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量，借助一個調(diào)節(jié)開關(guān)，保持溫度恒定，則調(diào)節(jié)電流和流速成正比關(guān)系。當在湍流中使用熱敏式探頭時，來自各個方向的氣流同時沖擊熱元件，從而會影響到測量結(jié)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于葉輪式探頭。以上現(xiàn)象可以在管道測量過程中觀察到。根據(jù)管理管道紊流的不同設計，甚至在低速時也會出現(xiàn)。因此，風速儀測量過程應在管道的直線部分進行。直線部分的起點應至少在測量點前： 10×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點至少在測量點后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。（棱角，重懸，物等）

2.風速儀的葉輪式探頭  葉輪式風速儀

風速儀的葉輪式探頭的工作原理是基于把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號，先經(jīng)過一個臨近感應開頭，對葉輪的轉(zhuǎn)動進行“計數(shù)”并產(chǎn)生一個脈沖系列，再經(jīng)檢測儀轉(zhuǎn)換處理，即可得到轉(zhuǎn)速值。風速儀的大口徑探頭（60mm,100mm)適合于測量中、小流速的紊流（如在管道出口）。風速儀的小口徑探頭更適于測量管道橫截面大于探險頭橫截面積100倍以上的氣流。

3.風速儀的皮托管探頭 皮托管風速儀

在流動面的正面有與之形成直角方向的小孔，內(nèi)部藏有從各自孔里分別提取壓力的細管。通過測試其壓力差（前者為全壓、后者為靜壓），就可知道風速。

?原理比較簡單，風速儀價格便宜，但與流動面必須設置成直角，否則不能進行正確的測試。不適合一般用。?不是作為風速計，而是作為高速域的風速校正來使用。

適用范圍：5～100m/s　顯示分辨率：0.01m/s　

利用皮托管可測量流體的動壓特性，而根據(jù)下面這個公式，就可計算出流體的速度。1）式中　Pd——流體的動壓，Pa；

　　W——流體速度，m/s；

　　r——流體重度，N/m3；

　　g——重力加速度，m/s2。 

這就是皮托管測量風速的原理。

三. 風速儀在空氣流中的定位

風速儀的葉輪式探頭的正確調(diào)整位置，是氣流流向平行于葉輪軸。在氣流中輕輕轉(zhuǎn)動探頭時，示值會隨之發(fā)生變化。當讀數(shù)達到最大值時，即表明探頭處于正確測量位置。在管道中測量時，管道平直部分的起點到測量點的距離應大于是0XD,紊流對風速儀的熱敏式探頭和皮托管的影響相對較小。

 以下設備是熱式風速計：