淺談測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向的方法之風(fēng)速風(fēng)向傳感器

2021年07月15日 09:23山東仁科測(cè)控技術(shù)有限公司點(diǎn)擊量：698

　　風(fēng)速是指風(fēng)流在單位時(shí)間內(nèi)流過的距離；風(fēng)力是指風(fēng)吹到物體上時(shí)表現(xiàn)的力量大小。風(fēng)速?zèng)]有等級(jí)，風(fēng)力才有等級(jí)，風(fēng)速是風(fēng)力等級(jí)劃分的依據(jù)。一般來講，風(fēng)速越大，風(fēng)力等級(jí)越高，風(fēng)的破壞力就越大。

　　一、為什么要強(qiáng)調(diào)風(fēng)速、風(fēng)力的測(cè)量呢？

　　風(fēng)力與風(fēng)速是氣象研究的重要指數(shù)，也是人們關(guān)注的要素。其不僅對(duì)人們的日常各類活動(dòng)有很大的影響，對(duì)于氣象研究、航海等工作更具重要意義，所以提前測(cè)好風(fēng)速風(fēng)向，有利于各項(xiàng)活動(dòng)地順利開展。

　　二、測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向有哪些方法呢?

　　根據(jù)測(cè)量原理為大家介紹以下幾類方法：傳統(tǒng)測(cè)量、機(jī)械式、超聲波式、與量熱式等。

　　傳統(tǒng)測(cè)量法

　　1、風(fēng)向測(cè)量：使用風(fēng)向標(biāo)

　　風(fēng)向標(biāo)對(duì)的風(fēng)向箭頭指在哪個(gè)方向，就表示當(dāng)時(shí)刮什么方向的風(fēng)。風(fēng)向標(biāo)和氣流方向有一定的夾角時(shí)，氣流對(duì)風(fēng)向標(biāo)尾翼產(chǎn)生一個(gè)壓力。其大小正比于風(fēng)標(biāo)幾何形狀在氣流方向垂直面上的投影，風(fēng)標(biāo)頭部迎風(fēng)面積小，尾翼迎風(fēng)面積大，由這個(gè)壓力差產(chǎn)生風(fēng)壓使風(fēng)標(biāo)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，直到風(fēng)標(biāo)與氣流平行。從風(fēng)向標(biāo)與固定主方位指示桿之間的相對(duì)位置就可以很容易觀測(cè)出風(fēng)向。

　　2、風(fēng)速測(cè)量：使用測(cè)風(fēng)器

　　測(cè)風(fēng)器上有一塊長(zhǎng)方形的風(fēng)壓板，風(fēng)壓板旁邊裝一個(gè)弧形框子，框上有長(zhǎng)短齒。風(fēng)壓板揚(yáng)起所過長(zhǎng)短齒的數(shù)目，表示風(fēng)力大小，風(fēng)力越大表示風(fēng)速等級(jí)越高。

　　機(jī)械式測(cè)風(fēng)

　　機(jī)械式測(cè)風(fēng)如風(fēng)表測(cè)風(fēng)，外表如同機(jī)械手表形狀，一般被用測(cè)量井巷的風(fēng)。需先估算風(fēng)速，然后用風(fēng)標(biāo)和秒表，將風(fēng)表指針與秒表回零，然后使風(fēng)表迎著風(fēng)流，并與風(fēng)流方向垂直，風(fēng)表空轉(zhuǎn)30s后同時(shí)打開風(fēng)表和秒表開關(guān)，開始測(cè)定。需注意在同一斷面的測(cè)風(fēng)不少于3次，測(cè)風(fēng)過程中要平穩(wěn)運(yùn)行。如風(fēng)速風(fēng)向傳感器就是采用典型的機(jī)械式測(cè)風(fēng)方法，更好地利用了風(fēng)能，并支持了新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

　　超聲波測(cè)速法

　　超聲波測(cè)風(fēng)的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會(huì)和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會(huì)加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，那么它的速度會(huì)變慢。所以，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對(duì)應(yīng)。通過計(jì)算即可得到準(zhǔn)確的風(fēng)速和風(fēng)向。

　　量熱式原理測(cè)量法

　　采用量熱式原理測(cè)量風(fēng)速的典型例子就是風(fēng)速計(jì)，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)速計(jì)稱為“熱線”。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。根據(jù)強(qiáng)迫對(duì)流熱交換理論，可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。風(fēng)速計(jì)一種能測(cè)低風(fēng)速的儀器，它是由熱球式測(cè)桿探和測(cè)量?jī)x表兩部分組成。探頭有一個(gè)玻璃球，球內(nèi)繞有鎳鉻絲圈和兩個(gè)熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上，直接暴露在氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過加熱圈后，玻璃球的溫度升高。升高的程度和風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速小時(shí)升高的程度大；反之，升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶在電表上指示出來。根據(jù)電表的讀數(shù)，查校正曲線，即可查出當(dāng)時(shí)的風(fēng)速。

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