风速仪工作原理
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项
风力发电机组风向风速仪原理及注意事项一、风向风速仪的原理风向风速仪主要由风速传感器和风向传感器两部分组成。
风速传感器是用来测量风的速度的，而风向传感器则是用来测量风的方向的。
1.风速传感器原理风速传感器一般采用热线式传感器，其工作原理基于热膨胀效应。
传感器中有一根热丝，当风速增加时，热丝上的冷却效应增强，热丝的温度下降。
通过检测热丝电阻的变化，可以间接测量出风速的大小。
2.风向传感器原理风向传感器通常采用风向酸碱磁斯通敏感器，其原理是基于霍尔效应。
传感器中有一组霍尔元件，当风流经传感器时，由于风的方向不同，在霍尔元件中产生不同的磁场分布，进而使霍尔元件感应到不同的磁场数值。
通过检测霍尔元件的磁感应强度，可以确定风的方向。
二、风向风速仪的注意事项1.安装位置风向风速仪的安装位置对其测量结果有重要影响。
应选择在离地面一定高度和远离阻挡物的位置安装。
阻挡物（如建筑物、树木）会产生湍流，并影响风的流动，从而导致测量结果的不准确。
2.水平校准风向风速仪应在安装后进行水平校准。
水平校准是为了保证仪器的测量结果准确无误。
一般可以通过调整仪器的安装角度来使其水平，或者通过仪器自带的校准装置进行校准。
3.定期维护风向风速仪需要定期进行维护，以保证其正常工作和准确测量。
维护包括清洁仪器表面，检查连接线路是否正常，检查传感器的工作状况等。
同时，还应定期对风向风速仪进行标定，以确保其测量结果的准确性。
4.抗干扰能力风向风速仪应具备较高的抗干扰能力，避免外部环境因素对其测量结果的影响。
例如，应具备一定的防尘、防雨功能，以保证其在恶劣天气条件下仍能正常工作。
5.数据传输与处理风向风速仪一般会配备数据传输与处理系统，用来收集、处理和存储测量数据。
在使用过程中，应确保数据传输的稳定性和准确性，同时保护数据的安全性，防止数据泄露和损坏。
总结：风向风速仪是风力发电机组的重要组成部分，它可以提供风向和风速的测量结果，以帮助调整风力发电机组的工作状态。
三种风速仪及其原理
三种风速测量仪及其工作原理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。
风速计的作业原理介绍
风速计的作业原理介绍风速计是一种用于测量气流速度的仪器，广泛应用于气象、风电、空调、航空等领域。
本文将介绍几种常见的风速计及其作业原理。
1. 热式风速计热式风速计是一种利用热敏电阻在气流中的作用原理进行测速的仪器。
其工作原理是利用发热元件加热空气，同时通过测量温度变化来计算气流速度。
具体来说，热式风速计通过将发热丝置于气流中，其电阻值会随着温度的变化而发生变化。
当通过发热丝的电流恒定时，发热丝的温度也会保持恒定。
当有气流通过发热丝时，气流会带走部分热量，使得温度下降，电阻值发生改变。
通过对电阻变化值及气流速度之间的关系进行测量，可以计算出气体的流速。
热式风速计有较高的精度和灵敏度，适用于测量低速气流和较高湿度的气体。
2. 震动式风速计震动式风速计是一种利用震动传感器检测气流震荡的原理进行测速的仪器。
其工作原理是通过将传感器置于气流中，当气流经过传感器时，会产生一系列震荡，传感器会将震荡信号转换成电子信号输出。
震动式风速计的灵敏度高，适用于测量小气流和大气流速度的变化。
它通常用于出风口和空气调节系统等场合，能够精确地测量气流速度，从而控制通风和温度。
3. 平衡球风速计平衡球风速计是一种利用平衡球在气流作用下受力的原理进行测速的仪器。
其工作原理是通过将平衡球置于气流中，平衡球会受到气流的作用而发生运动，同时产生一个位移角度，通过测量角度和气流速度之间的关系，可以计算出气体流速。
平衡球风速计具有较高的精度和可靠性。
它通常用于航空和气象等领域，可以测量较高速度和大气流。
4. 涡街流量计涡街流量计是一种利用涡街传感器检测涡街旋转频率的原理进行测量的仪器。
其工作原理是通过将涡街传感器置于气流中，当气流经过时，会产生一系列旋转的涡街，涡街旋转的频率与气流速度成正比。
涡街流量计适用范围广，通常用于测量大气流、液体和气体等的流量。
它具有较高的精度和稳定性，同时也方便安装和维护。
综上所述，不同类型的风速计采用不同的原理进行测量，可以满足不同领域和场合的需求。
风速仪工作原理
风速仪工作原理
风速仪是一种用于测量风速的仪器，它通过一系列的传感器和电子组件来实现测量。
风速仪的工作原理主要基于热敏测量技术。
该仪器采用了一个热敏电阻传感器，该传感器通常由铂电阻或半导体材料制成。
当风吹过这个传感器时，风速会带走周围的热量，导致传感器的温度下降。
测量风速的过程分为两个步骤。
首先，通过一个恒温电路来维持传感器的温度不变，通常会使用恒流电源来提供恒定的加热功率。
然后，通过测量电路测量传感器的电阻值，因为传感器的电阻值与温度成正比。
在风速测量中，当风速增加时，传感器受到的风冷效应也会增强，导致传感器温度下降，电阻值增加。
通过测量电路，可以将传感器的电阻值转化为相应的风速值。
为了提高测量的准确性，风速仪通常还会配备一些校准和修正技术。
例如，可以使用温度传感器来测量环境温度，并对风速进行温度修正。
此外，还可以根据传感器的特性曲线进行非线性补偿。
总的来说，风速仪主要通过热敏测量技术来测量风速，利用传感器的温度变化与风速之间的关系来实现。
通过适当的校准和修正，可以获得准确可靠的风速测量结果。
风速仪的工作原理
风速仪的工作原理引言风速仪是一种用于测量风速的设备，其工作原理是基于风压差或热敏材料的变化。
它被广泛应用于气象、环境监测、风力发电以及建筑工程等领域。
本文将详细介绍风速仪的工作原理及其应用。
一、风速仪的类型1. 风压差式风速仪风压差式风速仪是最常见和常用的风速测量仪器。
它由两个敏感的风压差传感器组成，这些传感器位于风速仪的正面和背面。
当风速仪暴露在风中时，风的流动会引起风压差，这个差异通过传感器转换为电信号。
根据风压差的大小，设备可以计算得出风速的数值。
2. 热线式风速仪热线式风速仪则是利用热敏材料的电阻随温度变化而变化的原理来测量风速的。
该仪器内置了一个非常薄且具有高热敏感性的热线，当空气流过时，热线会冷却下来，从而导致电阻发生变化。
通过测量电阻变化的大小，风速仪可以计算出风速。
二、风速仪的工作原理无论是风压差式风速仪还是热线式风速仪，其工作原理都是基于测量风速带来的物理变化。
下面将分别介绍这两种风速仪的工作原理。
1. 风压差式风速仪风压差式风速仪的工作原理基于当风的流动通过其外部传感器时，会产生风压差。
这个风压差被传感器感知到，并转换成电信号。
风压差的大小取决于风速和风速仪的设计特性。
通常来说，风压差越大，风速就越大。
传感器将电信号转换成数值，然后通过计算得出风速的测量结果。
2. 热线式风速仪热线式风速仪的工作原理是利用一个热线或热敏电阻来测量风速。
当空气流经热线时，热线会冷却下来，导致其电阻发生变化。
风速仪通过测量电阻变化的大小来计算风速。
三、风速仪的应用1. 气象学在气象学中，风速仪是测量大气层中风速的重要设备。
通过测量风速，可以更准确地预测天气变化，了解气候趋势以及对环境污染进行监测。
2. 环境监测风速仪也在环境监测中发挥着重要作用。
通过测量风速，可以了解空气流动情况，从而判断空气质量和各种污染物的扩散情况。
3. 风力发电在风力发电领域，风速仪被广泛应用来测量风速，从而调整风力发电机组的转速和功率输出，以最大限度地提高发电效率。
风速计原理
风速计原理
风速计是一种用来测量风速的仪器，它在气象、航空、航海、环境监测等领域
都有着广泛的应用。
风速计的原理是基于风的动力学特性和流体力学原理，通过测量风对测量元件的作用力或风的流速来确定风速。
下面我们来详细介绍一下风速计的原理。
首先，风速计的原理是基于风对测量元件的作用力。
常见的风速计有动力式风
速计和静压式风速计。
动力式风速计利用风对测量元件的作用力来测量风速，而静压式风速计则是利用风速对静压的影响来测量风速。
无论是哪种风速计，其原理都是通过测量风对测量元件的作用力来确定风速大小。
其次，风速计的原理还涉及到风的流速。
风速计通过测量风的流速来确定风速
大小。
风的流速是指单位时间内风通过某一点的速度，通常用米每秒（m/s）来表示。
风速计利用各种传感器或测量元件来感知风的流速，从而确定风速的大小。
另外，风速计的原理还与气压有关。
静压式风速计是利用风速对静压的影响来
测量风速。
静压是指风停止时所感受到的压力，当风速增大时，静压会减小。
静压式风速计利用这一原理来测量风速大小，通过测量静压的变化来确定风速。
总的来说，风速计的原理是基于风的动力学特性和流体力学原理，通过测量风
对测量元件的作用力或风的流速来确定风速。
风速计在各个领域都有着广泛的应用，如气象预报、航空航海、环境监测等。
了解风速计的原理对于正确使用和维护风速计具有重要意义，也有助于我们更好地理解风的特性和气象现象。
希望本文能够帮助大家更深入地了解风速计的原理和应用。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理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。
①恒温式。
热线的温度保持不变，如保持150①，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。
三种风速测量仪介绍及其工作原理
三种风速测量仪介绍及其工作原理风速测量仪是一种用于测量空气中风速的设备。
它通常由传感器、电子显示屏和数据处理单元组成，用于对风速进行实时监测和记录。
以下将介绍三种常见的风速测量仪及其工作原理。
1.热线式风速测量仪热线式风速测量仪（也称为热线气流计）是一种基于热传感器的风速测量装置。
它利用微型热敏电阻（Hot-wires）的电阻值随温度的变化而变化的特性，通过测量电阻值的变化来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，将微型热敏电阻暴露在空气中，当空气流动时，空气带走了微型热敏电阻周围的热量，导致热敏电阻的温度下降。
然后，测量电阻值的变化，并将其转换为对应的温度差。
最后，利用热流量和风速之间的线性关系，通过计算风速与温度差之间的比例关系来确定实际的风速。
热线式风速测量仪的优点是精度高、响应速度快，适用于较高风速范围的测量。
然而，它对周围环境的温度和湿度变化较为敏感，需要进行温度和湿度的补偿，以确保测量精确性。
2.风车式风速测量仪风车式风速测量仪是一种传统的风速测量仪，通过转动风车上的叶片来判断风速大小。
具体的工作原理如下：首先，风车利用风的力量使得叶片转动。
然后，测量风车上的叶片转速，并通过转速与风速之间的已知关系，计算实际的风速。
风车式风速测量仪的优点是结构简单、操作方便，适用于较低的风速范围的测量。
然而，它受到风向的影响较大，且在较高风速下可能受到阻力较大而影响测量精度。
3.超声波式风速测量仪超声波式风速测量仪利用超声波的测量原理来测量风速。
它发射超声波信号，并测量信号从发射到接收的时间差来计算风速。
具体的工作原理如下：首先，设备发射超声波信号，经过空气传播到达接收器。
然后，测量信号从发射到接收的时间差，并利用时间差与声速之间的关系，计算实际的风速。
超声波式风速测量仪的优点是能够快速测量风速，且不受风向的影响。
它适用于各种风速范围的测量，并且具有较高的测量精度。
然而，它对空气湿度和温度变化较为敏感，需要进行湿度和温度的补偿。
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2012-01-25 16:19
风速仪_热线风速仪测量原理简介
0引言
到目前为止，人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体流场的测量仪器，比如有早期的比托管和风速仪，后来的热线热膜风速仪(HWA)，以及近期出现的激光流速计((LDV)等等。
比托管的结构简单，使用方便，坚实可靠，价格低廉，但是其测速的范围比较窄，一般用来测量旺盛湍流的平均流速，所以测量的速度一般比较高，而且其仅能测量二维流场，不能敏感反向流动，不能测量湍流流动的流场分布。
热线风速仪能够实现连续测量，信噪比好，而且能够分离和测量三维流场，测量的范围比较大，而且能够非常准确地测量微风速，其灵敏度非常高。
鉴于热线风速仪的这些优点，现在被广泛地应用与各种领域，比如测量模拟风洞的速度场，换热管肋片周围的速度场，内燃机的流动特性等。
1热线风速仪的基本工作原理
1.1基本原理
热线测速技术是一种非常重要的测量流体速度与方向的技术，己经有近一百年的历史，它为流体速度的测量作出了巨大的贡献，并且在20世纪60年代以后几乎垄断了湍流脉动测速领域。
按照热线热平衡原理可以将热线分为恒流风速仪和恒温风速仪。
由于恒温风速仪热滞后效应很小，频率响应很宽，反应快速，而恒流风速仪则不具备上述特点，因此，恒温风速仪的出现成为热线技术进一步发展的重要标志。
热线风速仪器测量速度的基本原理是热平衡原理，利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速，风速的变化会使金属丝的温度产生变化，从而产生电信号而获得风速。
根据热平衡原理，当风速仪中的热线置于介质(流场)中并通以电流时，热线中产生的热量应与之耗散的热量相等。
换言之，在风速仪热线没有其他形式的热交换条件下，加热电流在热线中产生的热量应等于热线与周围介质的热交换。
根据King公式，我们可以近似的得到换热表面的努谢尔数与雷诺数之间的关系，也就是说，只要知道换热系数，就可以得到通过风速仪热线处流速的大小和方向。
King公式可以表示为:
Nu=A+BRe0.5 (1)
其中一一努谢尔数
一一雷诺数
α一一对流换热系数，W/(K. m2)
L 一一定性尺寸，m
A, B—为常数，根据不同的热线而定
由热平衡原理，在不考虑热辐射的前提下，风速仪热线的热耗散应该等于电流流过风速仪热线所产生的热量。
热耗散可用下式得出:
（2）
其中，α—热线的对流换热系数，W/(K.m2)
F—热线表面换热面积，m2
T w—热线表面温度，℃
T f一主流温度，℃
电流流过热线产生的热量为:
（3）
其中，I w，—电流，A
R w—电阻，Ω。
于是可以得出:
(4)
1.2热线风速仪静态响应
只要测量出风速仪热线的对流换热系数，那么就可以根据其基本原理来计算测量点的风速。
如果流场是稳定的，那么利用热线风速仪测得就是静态数据，即成为热线风速仪静态响应。
对于静态响应，其流场不随时间的变化而变化，同样温度场也不随时间变化而变化，这样就可以根据King公式得到:
(5)
式中，λf—流体的导热系数，W/(m.℃)
ρ—流体的密度，kg/m3
C P—定压比热，kJ/(kg. ℃)
d—热线直径，m
v—流速，m/s
l—风速仪热线的长度，m
当时式（5）可表示为：
(6)
或 (7)
式中，R f—为对流换热热阻，m2.K/w
如果保持风速仪热线的温度不变，那么通过风速仪热线的电流就随通过热线处的速度场的变化而变化，通过分析电流的变化就可以准确地分析速度场的变化。
1.3热线风速仪动态响应
在很多的生产过程中要求我们风速仪对某流场要进行连续的测量，要反映出流场的瞬时值，以便对换热过程有更深的认识。
这就要求我们能够进行动态测量，实时地反映出流场随时间的变化过程。
换热面附近流体的速度场、温度场以及通过风速仪热线的电流发生变化都会导致热线热平衡的失衡，于是必定会有某个常数发生变化减缓这种热的不平衡，比如速度场随电流的变化而变化。
根据动态响应的工程，我们可以得到
(7)
式中:E—热线内能的增量
而热线内能的增量由可表示为
(8)
式中，m—热线的质量，kg
c—热线的比热容，J/(kg. 0C )
t—时间，s
于是可得:
(9)
2热线风速仪的应用
2.1紊流参数测量
在实际生产中遇到最多的就是紊流情况，而现在人们对紊流的研究还是停留在实验的基础之上，在理论上的研究还不够深入，特别是对紊流流场的分析和计算以及紊流状态下对流换热系数的确定都还不能从理论上得到完全满意的答案，风速仪或多或少存在误差，而且很多的计算流场的公式都是在实验的基础之上进行一定的假设和简化，使之在数学上可解。
也就是说，目前人们对紊流的研究还不够深入，这其中主要的原因是因为没有办法准确地描述紊流的流场和准确地求解紊流的流场，而且很多关于紊流流场的假设都不能够得到很好的实验验证，因此就要求能够对紊流常数进行一定的测量，以便为理论研究提供可靠的实验数据。
对于恒流式热线风速仪有:
(10)
式中，—分别为三维坐标中三个方向的紊流强度
—分别为三个方向流速脉动值的平均值，m/s
—分别为三个方向流速的瞬时值，m/s
根据热平衡原理
(11)
而 (12)
因此就有
(13)
其中，U—任何一个方向上的流速平均指，m/s
n—常数
我们可以看到，只要风速仪能测得流场中的某点的瞬时流速就可以得到该流场的紊流参数。
2.2 雷诺数的测量
很多情况下要求风速仪得出流体的雷诺数，因为一般的对流换热都直接与雷诺数有关，对于紊流的雷诺一般可以表示为，
(14)
式中，u, v紊流中某点两个不同方向的流速，m/s
如果利用X型探头来测量流场的参数时，可以分析得到
(15)
而
因此，利用热线风速仪可以比较准确地测量紊流的雷诺数。
3热线风速仪的自校准与修正
3.1热线风速仪的自校准
利用热线风速仪可以非常准确地测量流速，特别是对于微风速的情况，可以很准确地测量出其流速，这些都是比托管等其它的测量流速的仪器所不能达到的。
这就要求热线风速仪的灵敏度要高，空间分辨率要大，同时要能够承受一定的冲击负荷，只有这样，热线风速仪才可以很灵敏地测量出微风速，而且不会对流场有很大的影响。
由于热线风速仪一般都比较昂贵，要求的精度也比较高，所以应用起来受到一定的限止，为了保证其灵敏度和准确度，有必要在使用前对热线风速仪进行自校准 (标定)。
测非纯净气体时，一般刚焊接好的热线探头较清洁，而在排气管流场测量中的热线探头将受到混在排气中润滑油和水蒸气的污染。
为了使标定前热线探头的工作特性尽量和实测状态的工作特性一致，将焊接好的热线探头置于实测的排气流场中，经试验约4小时之后，热线探头的特性可基本稳定，经以上预处理之后再进行标定可提高热线风速仪的准确度。
热线风速仪的自校准也是根据king公式的原理:
(16)
利用标准风洞，标准测速装置等测速设备求出3种稳态流动时的E (Eo, E, , EZ)和u,, u2，
然后根据式(17)求出n值。
(17)
3.2热线风速仪使用注意事项
在标定完后使用时，要注意以下问题:
a) 线倾角的修正;
b) 固体壁面影响及其修正;
c) 流体温度变化影响;
d) 污染影响。
如果热线风速仪受到污染，一定要清洗完才可继续使用，一般清洗的方法有超声波、酒精、化学、加热等。
4.结束语
热线风速仪是一种先进的专门用于流速测量的新仪器，我们可以利用它比较精确地测量和研究复杂的流动，使得研究由实验测得的速度信号(包括一维、二维、三维)成为可能，也方便进行数据处理与分析。