三维超声风速仪原理

testo风速仪其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中，通电流加热金属丝，使testo风速仪温度高于流体的温度，因此将金属丝称为“热线”。当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。根据强迫对流热交换理论，可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。标准的热线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成，金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm，长为2mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头，热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线testo风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。

风的测试方法　　风速(流速)测试有平均风速的测试和紊流成分(风的乱流1～150KHz、与变动不同)的测试。热式风速仪是测试平均风速的。测试平均风速的方法有热式、超音波式、叶轮式、及皮拖管式等，但在这些方式中，热线式风速仪是利用热耗散的原理。下面，对这些风速的测定方法做一下说明。　　一.热式风速仪　　・该方式是测试处于通电状态下传感器因风而冷却时产生的电阻变化，由此测试风速。不能得出风向的信息。　　・除携带容易方便外，成本性能比高，作为风速计的标准产品广泛地被采用。　　・热式风速仪的素子有使用白金线、电热偶、半导体的，　　二.超音波式　　・该方式是测试传送一定距离的超音波时间，因风的影响而使到达时间延迟，由此测试风速。　　・3次方时，可以知道风向。　　・传感器部较大，在测试部周围，有可能发生紊流，使流动不规则。用途受到限定。　　・普及度低。　　三.叶轮式　　・该方式是应用风车的原理，通过测试叶轮的转数，测试风速。　　・用于气象观测等。　　・原理比较简单，价格便宜，但测试精度较低，所以不适合微风速的测试和细小风速变化　　的测试。　　・普及度低。　　四.皮拖管式　　・在流动面的正面有与之形成直角方向的小孔，内部藏有从各自孔里分别提取压力的细管。通过测试其压力差(前者为全压、后者为静压)，就可知道风速。　　・原理比较简单，价格便宜，但与流动面必须设置成直角，否则不能进行正确的风速　　测试。不适合一般用。　　・不是作为风速计，而是作为高速域的风速校正来使用。

风速仪的探头选择　　0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。风速仪的热敏式探头用于0至5m/s的精确测量；风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的流速效果最理想；而利用皮托管则可在高速范围内得到最佳结果。正确选择风速仪的流速探头的一个附加标准是温度，通常风速仪的热敏式传感器的使用温度约达+-70C。特制风速仪的转轮探头可达350C。皮托管用于+350C以上。　　风速仪的热敏式探头　　风速仪的热敏式探头的工作原理是基于冷冲击气流带走热元件上的热量，借助一个调节开关，保持温度恒定，则调节电流和流速成正比关系。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)　　风速仪的转轮式探　　风速仪的转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，对转轮的转动进行“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。风速计的大口径探头(60mm,100mm)适合于测量中、小流速的紊流(如在管道出口)。风速仪的小口径探头更适于测量管道横截面大于探险头横截面貌一新100倍以上的气流。　　风速仪在空气流中的定位　　风速仪的转轮式探头的正确调整位置，是气流流向平行于转轮轴。在气流中轻轻转动探头时，示值会随之发生变化。当读数达到最大值时，即表明探头处于正确测量位置。在管道中测量时，管道平直部分的起点到测量点的距离应大于是0XD,紊流对风速仪的热敏式探头和皮托管的影响相对较小。　　风速仪在抽气排气中的测量　　通气口会极大的变管道内气流相对均衡的分布状态：在自由通气口表面产生高速区，其余部位为低速区，并在栅格上产生旋涡。根据栅格的不同设计方式，在栅格前一定距离处(约20cm ),气流截面较为稳定。在这种情况下，通常采用大风速仪的口径转轮进行测量。因为较大的口径能够对不均衡的流速进行平均，并在较大范围内计算其平均值。　　风速仪在抽气孔采用容积流量漏斗进行测量：　　既使在抽气处没有栅格的干扰，空气流动的路线也没有方向，并且其气流截面极不均匀。其原因是管道内的局部真空，以漏斗状把空气中抽出在气室中，既使是在距离抽气很近的区域内，也没有一个满足测量条件的位置，可供进行测量操作。如采用带有平均值计算功能的栅极测量法进行测量，并借以确定容积流量法进行测量，并借以确定容积流量等，只有管道或漏斗测量法能够提供可重复测量结果。在这种情况下，不同尺寸的测量漏斗可以满足使用要求。利用测量漏斗可以在片状阀前一定距离处生成一个满足流速测量条件的固定截面，测出定位该截面中心并固定截面，测出定位该截面中心并固定截面，测出定位该截面中心并固定于此。流速测头得到的测量值乘以漏斗系数，即可计算出抽出的容积流量。(如漏斗系数20)