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什么是微风速计?微风速计的应用及原理

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2024/5/13 9:01:15

什么是微风速计?

微风速计

Breeze 风速计是一种测量风速并以数字方式显示风速计,用于制造工厂和实验室的环境测量、安全管理和建筑管理等用途。

该装置风速分辨率达到0.01m/s以上,可以测量非常微弱的风速,常用于狭窄空间或室内的测量。还可以测量风量和温度的热线式、可以连接到计算机或打印机的记忆功能、探头延长杆、管道输入功能、高温测量、符合JIS标准的产品、无线风速计它们的尺寸和功能各不相同。

需要考虑用途和室内环境后选择合适的设备。

微风速计的应用

传统上,微风速计用于通过测试室内通风功能来评估舒适度,但最近它们已被用于测量建筑物对风的影响,并用于管理洁净室的环境。使用示例如下。

微风速计原理

风速计包括可以在高流速下测量的皮托管风速计、受温度变化影响较小的叶片(风车)风速计、通过金属线中的热损失测量风速的热风速计以及使用超声波风速计。在低风速范围内,采用激光多普勒风速计和热风速计作为低风速计。

图1 激光多普勒风速计原理

图1 激光多普勒风速计原理

激光多普勒风速计首先通过不同光路的两束激光束之间的干涉产生干涉条纹。当示踪粒子流过流体并穿过这些干涉条纹时,示踪粒子的散射光强度发生变化。

读取该强度变化,检测多普勒频移,并确定粒子(流体)的速度。无需接触即可观察液体或气体的流动,因此流动不受干扰。由于其时间分辨率高,还可以测量小风速。

图2 热线风速计原理

图2 热线风速计原理

热线风速计通过金属线的热量损失来测量风速。探头内部是一根加热的金属线(例如铂)。

当探头部分暴露在风中时,风会冷却金属线,降低其温度,冷却的热量就是散发的热量。风越强,金属丝的温度越低。

风速由风量和散热量之间的关系确定。这是基于 King 公式的近似值,该公式指出损失的热量与风速的 1/2 次方成正比。

如何选择微风速计

激光多普勒风速计很难在工业上使用,因为它们需要示踪粒子并且价格昂贵。然而,它是非接触式的,可以测量其他风速计无法测量的东西。当您想了解更详细的流动(例如在流体研究中)时,最好考虑这一点。

另一方面,热线风速计在市场上应用广泛,并且使用方便。有多种类型,包括便携式型号和可进行多点测量的型号,因此选择适合您用途的型号很重要。

有关微风速计的其他信息

微风速计的校准

由于在低风速区域测量比较困难,因此经常进行校准非常重要。特别是对于热线风速计,即使探头上有最轻微的灰尘也会影响测量精度。日本产业技术综合研究所(AIST)制定了轻风速校准和追溯系统的国家标准,日本质量保证组织作为外部校准机构负责这一工作。

风速的分级定义为0.05m/s至1.5m/s范围内的轻风速和1.3m/s至40m/s范围内的气体流速。一般来说,如果您尝试创建非常慢的风速,气流将变得不稳定并且校准将变得困难。

因此,微风速校准设备采用移动小车,在静止气体中移动风速计。采用这种方法,需要阻止气流,因此为了避免自然对流的影响,隧道置于地下隧道内(距地面8m深,年温差在±2℃左右) 20°C)设置设备并花费足够的测量时间来执行校准。


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