風(fēng)量儀是測量空氣流速的儀器。風(fēng)量儀的種類較多,氣象臺站常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì),它由3個(gè)互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應(yīng)部分,空杯的凹面都順向一個(gè)方向。整個(gè)感應(yīng)部分安裝在一根垂直旋轉(zhuǎn)軸上,風(fēng)量儀在風(fēng)力的作用下,風(fēng)杯繞軸以正比于風(fēng)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
風(fēng)量儀其基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風(fēng)量儀稱為“”。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。
現(xiàn)場風(fēng)量儀測量按原理分主要有壓差式,葉輪式,熱球式三種
壓差式風(fēng)量儀是流體力學(xué)中測量流速的經(jīng)典方法,主要依靠皮托管和壓差計(jì)測量出動壓,再根據(jù)伯努力方程算出流速。此方法優(yōu)點(diǎn)是檢出限低,靈敏度高,但對流場均勻性要求較高,在環(huán)境中測量時(shí)容易因?yàn)榱鲌霾痪鶆蚨鴾y不準(zhǔn),因此壓差法主要用在風(fēng)管中測量風(fēng)速。
熱球式風(fēng)量儀主要原理是探頭設(shè)定了一個(gè)恒定的溫度,空氣流過探頭后會帶走熱量,這時(shí)探頭會被加熱至設(shè)定溫度,此過程中會有電信號被儀器收集,并依此換算出風(fēng)速。此方法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,量程較大,適應(yīng)環(huán)境測量,缺點(diǎn)是探頭中連接熱球的鉑絲比較脆弱,在使用中若不小心容易造成探頭損壞,無法修復(fù)。目前國內(nèi)的熱球式風(fēng)速儀還是老式的風(fēng)速儀,建研院空調(diào)所已經(jīng)有了更*的替代技術(shù),將熱球換為陶瓷熱柱,強(qiáng)度比熱球好很多。
葉輪式風(fēng)量儀主要靠風(fēng)吹動葉輪轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生電磁信號來測量,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是儀器比較耐用,常用于長期測量,氣象觀測中所用的三杯式風(fēng)速儀也是相同的原理,缺點(diǎn)是靈敏度稍差。