风速计的原理及应用

风速计(anemometer)是测量空气流速的仪器。它的种类较多，气象台站常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。
工作原理
风速计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，使其温度高于流体的温度，因此将金属丝风速计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，可导出散失的热量Q与流体的速度v之间存在关系式。标准的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2 mm;小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。根据不同的用途，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。探头在使用前必须进行校准。静态校准是在标准风洞里进行的，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，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。
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的测量;风速仪的转轮式探头测量5至40m/s的;而利用皮托管则可在高速范围内得到结果。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

风速计不同的季节及不同的地理形势，都会令到大气中的风向不断变动。如海边日夜的风向不同，冬季及夏季亦有不同的季候风。研究风向可帮助我们预测及研究气候的变化。研究风向需要使用风速计。风速计的设计多为箭状，也有做成动物形态，像公鸡造型的。风速计的箭羽部份会随风向转动。风速计需装置於没有建筑物或树木等，阻扰风移动的地方。用途及适用范围QDP系列热球式电风速计，用在采暖、通风、空气调节、气象、农业、冷藏干燥、劳动卫生调查等各方面，需要测定室内外或模型的气流速度时都可使用，是一种测量低风速的基本仪器。工作原理本仪器由热球式传感器和测量仪表两部分组成。传感器的头部有一微小的玻璃球，球内烧有加热玻璃的镍铬丝线圈和两个串连的热电偶。热电偶的冷端连接在磷铜质的支柱上，直接暴露在气流中，当一定大小的电流通过加圈后，玻璃球被加热到一定温度，此温度和气流的速度有关，流速小时温度高，反之温度低。

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