風速計

風速計其基本原理是將一根細的金屬絲放在流體中，通電流加熱金屬絲，使其溫度高於流體的溫度，因此將金屬絲稱為“熱線”。當流體沿垂直方向流過金屬絲時，將帶走金屬絲的一部分熱量，使金屬絲溫度下降。根據強迫對流熱交換理論，可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關係式。標準的熱線探頭由兩根支架張緊一根短而細的金屬絲組成，如圖2.1所示。金屬絲通常用鉑、銠、鎢等熔點高、延展性好的金屬製成。

常用的絲直徑為5μm，長為2 mm；最小的探頭直徑僅1μm，長為0.2 mm。根據不同的用途，熱線探頭還做成雙絲、三絲、斜絲及V形、X形等。為了增加強度，有時用金屬膜代替金屬絲，通常在一熱絕緣的基體上噴鍍一層薄金屬膜，稱為熱膜探頭，如圖2.2所示。熱線探頭在使用前必須進行校準。靜態校準是在專門的標準風洞里進行的，測量流速與輸出電壓之間的關係並畫成標準曲線；動態校準是在已知的脈動流場中進行的，或在風速儀加熱電路中加上一脈動電信號，校驗熱線風速儀的頻率響應，若頻率響應不佳可用相應的補償線路加以改善。

0至100m/s的流速測量範圍可以分為三個區段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用於0至5m/s的精確測量；風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果最理想；而利用皮託管則可在高速範圍內得到最佳結果。正確選擇風速儀的流速探頭的一個附加標準是溫度，通常風速儀的熱敏式感測器的使用溫度約達+-70C。特製風速儀的轉輪探頭可達350C。皮託管用於+350C以上。

1、風速儀的熱敏式探頭：

風速儀的熱敏式探頭的工作原理是基於冷衝擊氣流帶走熱元件上的熱量，藉助一個調節開關，保持溫度恆定，則調節電流和流速成正比關係。當在湍流中使用熱敏式探頭時，來自各個方向的氣流同時衝擊熱元件，從而會影響到測量結果的準確性。在湍流中測量時，熱敏式風速儀流速感測器的示值往往高於轉輪式探頭。以上現象可以在管道測量過程中觀察到。根據管理管道紊流的不同設計，甚至在低速時也會出現。因此，風速儀測量過程應在管道的直線部分進行。直線部分的起點應至少在測量點前10×D（D=管道直徑，單位為CM）外；終點至少在測量點后4×D處。流體截面不得有任何遮擋。（稜角，重懸，物等）

2、風速儀的轉輪式探頭：

風速儀的轉輪式探頭的工作原理是基於把轉動轉換成電信號，先經過一個臨近感應開頭，對轉輪的轉動進行“計數”併產生一個脈衝系列，再經檢測儀轉換處理，即可得到轉速值。風速儀的大口徑探頭（60mm,100mm)適合於測量中、小流速的紊流（如在管道出口）。風速儀的小口徑探頭更適於測量管道橫截面大於探險頭橫截面貌一新100倍以上的氣流。

3、室內空氣質量探頭：

最新研發的室內空氣質量探頭能夠測量CO2、相對濕度和室內空氣溫度，進而評估室內空氣質量的優劣。該探頭還能測量絕對壓力。

4、紊流度探頭：

人體對抽力非常敏感。藉助於德圖的紊流度探頭，可對室內的空氣流速引起的吹風感作出客觀的評估。

5、光照度探頭：

惡劣的光照條件會影響到工作效率。新型的光照度探頭準確可靠地記錄工作場所的光照條件。

6、彈性表面探頭：

彈性表面探頭在測量表面溫度方面有非常出色的表現。探頭的彈性表面更好地接觸被測物體，實現快速準確的測量。

7、熱敏風速探頭：

新一代熱敏風速探頭內置溫濕度感測器，同時測量溫度和濕度，適用於通風管道等測量。這樣，風速、風量、空氣濕度和空氣溫度都在同一過程中被測量出來。

8、葉輪探頭：

可選60mm直徑，適合於通風口等處的一體化測量。對於通風管道的檢測，選用16mm直徑的葉輪探頭較為理想，該探頭的量程很寬，達到0.6~40m/s。

9、皮託管探頭：

皮託管最適合在風速很高且氣流受污染的情況下使用。德國德圖風速儀內置一個25hPa的差壓探頭，就是專門為該種測量而設計的。

1、體積小，對流場干擾小；

2、適用範圍廣。不僅可用於氣體也可用於液體，在氣體的亞聲速、跨聲速和超聲速流動中均可使用；

3、頻率響應高，可高達1 MH z。

4、測量精度高，重複性好。熱線風速儀的缺點是探頭對流場有一定干擾，熱線容易斷裂。

5、除了測量平均速度外，還可測量脈動值和湍流量；除了測量單方向運動外還可同時測量多個方向的速度分量。

6、直接顯示體積流量。輸入管道截面積，即可精確計算出體積流量。

7、儀器具有時間段或多點平均值計算功能，用於計算平均流量。

8、可顯示最大值、最小值，帶讀數保持功能。

9、計算多點/時間段平均值，保持鍵，保持讀數，帶背光燈。

10、自動關機功能，保護軟套，防水防塵、防撞擊。

1、測量平均流動的速度和方向。

2、測量來流的脈動速度及其頻譜。

3、測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性。

4、測量壁面切應力（通常是採用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的，原理與熱線測速相似）。

5、測量流體溫度（事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然後根據測得的探頭電阻就可確定溫度。

除此以外還開發出許多專業用途。

1、使用前觀察電錶的指針是否指於零點，如有偏移，可輕輕調整電錶的機械調整螺絲，使指針回到零點；

2、將校正開關置於斷的位置；

3、將測桿插頭插在插座上，測桿垂直向上放置，螺塞壓緊使探頭密封，“校正開關”置於滿度位置，慢慢調整“滿度調節”旋紐，使電錶指針指在滿度位置；

4、將“校正開關”置於“零位”，慢慢調整“粗調”、“細調”兩個旋紐，使電錶指針指在零點的位置；

5、經以上步驟后，輕輕拉動螺塞，使測桿探頭露出（長短可根據需要選擇），並使探頭上的紅點面對對著風向，根據電錶度讀數，查閱校正曲線，即可查出被測風速；

6、在測定若干分后（10min左右），必須重複以上3、4步驟一次，使儀錶內的電流得到標準化；

7、測畢，應將“校正開關”置於斷的位置。

將流速信號轉變為電信號的一種測速儀器，也可測量流體溫度或密度。其原理是，將一根通電加熱的細金屬絲（稱熱線）置於氣流中，熱線在氣流中的散熱量與流速有關，而散熱量導致熱線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號。它有兩種工作模式：①恆流式。通過熱線的電流保持不變，溫度變化時，熱線電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測量流速；②恆溫式。熱線的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恆溫式比恆流式應用更廣泛。熱線長度一般在0.5～2毫米範圍，直徑在1～10微米範圍，材料為鉑、鎢或鉑銠合金等。若以一片很薄(厚度小於0.1微米)的金屬膜代替金屬絲，即為熱膜風速儀，功能與熱絲相似，但多用於測量液體流速。熱線除普通的單線式外，還可以是組合的雙線式或三線式，用以測量各個方向的速度分量。從熱線輸出的電信號，經放大、補償和數字化后輸入計算機，可提高測量精度，自動完成數據后處理過程，擴大測速功能，如同時完成瞬時值和時均值、合速度和分速度、湍流度和其他湍流參數的測量。熱線風速儀與皮託管相比，具有探頭體積小，對流場干擾小；響應快，能測量非定常流速；能測量很低速（如低達0.3米／秒)等優點。

1風杯風速計

它是最常見的一種風速計。轉杯式風速計最早由英國魯賓孫發明，當時是四杯，後來改用三杯。三個互成度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面，整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉，其轉速正比於風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄。

2螺旋槳式風速計

它是一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉的風速計。螺旋槳裝在一個風標的前部，使其旋轉平面始終正對風的來

向，它的轉速正比於風速。

3熱線風速計

一根被電流加熱的金屬絲，流動的空氣使它散熱，利用散熱速率和風速的平方根成線性關係，再通過電子線路線性化（以便於刻度和讀數），即可製成熱線風速計。熱線風速計分旁熱式和直熱式兩種。旁熱式的熱線一般為錳銅絲，其電阻溫度係數近於零，它的表面另置有測溫元件。直熱式的熱線多為鉑絲，在測量風速的同時可以直接測定熱線本身的溫度。熱線風速計在小風速時靈敏度較高，適用於對小風速測量。它的時間常數只有百分之幾秒，是大氣湍流和農業氣象測量的重要工具。

4聲學風速表

在聲波傳播方向的風速分量將增加（或減低）聲波傳播速度，利用這種特性製作的聲學風速表可用來測量風速分量。聲學風速表至少有兩對感應元件，每對包括發聲器和接收器各一個。使兩個發聲器的聲波傳播方向相反，如果一組聲波順著風速分量傳播，另一組恰好逆風傳播，則兩個接收器收到聲脈衝的時間差值將與風速分量成正比。如果同時在水平和鉛直方向各裝上兩對元件，就可以分別計算出水平風速、風向和鉛直風速。由於超聲波具有抗干擾、方向性好的優點，聲學風速表發射的聲波頻率多在超聲波段。

5 熱球式風速儀

熱球式風速儀是一種智能化微型手持測量儀器。它具有體積小、功耗低、可靠性高、使用壽命長、液晶顯示、欠壓提示等特點。

熱球式風速儀具有保持功能，測量結束后，可以通過儀錶面板的按鍵對被測參數進行保持，便於記錄。可配多根感測器測桿，方便應急和維修。

熱球式風速儀使用的是熱球式風速測頭、測量部分由單片機和高精度、低溫漂的晶元組成。風速測量部分還具有高精度的恆流裝置。與同類風速儀相比，具有測量精度高、穩定性好、無須量程轉換、USB直接充電，儀錶採用大容量可充電電池供電。

熱球式風速儀可廣泛用於測量管道、目標環境、氣象、暖通空調、環保、節能監控、農業、冷藏、乾燥、勞衛、醫療、潔凈空間等場合的風速的測量。

1、在管道內氣流流速測量 實踐證明風速計的16mm的探頭用途最廣。其尺寸大小既保證了良好的通透性，又能承受更高達60m/s的流速。管道內氣流流速測量作為可行的測量方法之一，間接測量規程（柵極測量法）適用空氣測量。

2、抽氣排氣中的測量通氣口會極大的變管道內氣流相對均衡的分佈狀態：在自由通氣口表面產生高速區，其餘部位為低速區，並在柵格上產生旋渦。根據柵格的不同設計方式，在柵格前一定距離處（約20cm),氣流截面較為穩定。在這種情況下，通常採用大風速計的口徑轉輪進行測量。因為較大的口徑能夠對不均衡的流速進行平均，並在較大範圍內計算其平均值。

3、在抽氣孔的測量，既使在抽氣處沒有柵格的干擾，空氣流動的路線也沒有方向，並且其氣流截面極不均勻。其原因是管道內的局部真空，以漏斗狀把空氣中抽出在氣室中，既使是在距離抽氣很近的區域內，也沒有一個滿足測量條件的位置，可供進行測量操作。如採用帶有平均值計算功能的柵極測量法進行測量，並藉以確定容積流量法進行測量，並藉以確定容積流量等，只有管道或漏斗測量法能夠提供可重複測量結果。在這種情況下，不同尺寸的測量漏斗可以滿足使用要求。利用測量漏斗可以在片狀閥前一定距離處生成一個滿足流速測量條件的固定截面，測出定位該截面中心並固定截面，測出定位該截面中心並固定截面，測出定位該截面中心並固定於此。流速測頭得到的測量值乘以漏斗係數，即可計算出抽出的容積流量。（如漏斗係數20）

風速計的應用很廣泛，在所有領域都能靈活運用,，廣泛應用於電力、鋼鐵、石化、節能等行業，在北京奧運會中 還有其他的應用，帆船比賽，划艇比賽，野外射擊比賽等都需要用到風速儀來測量。現在的風速儀比較先進，除了測量風速外同時還可以測風溫、風量。有很多行業都需要用到風速儀，推薦使用的行業：出海捕撈業、各類風扇製造業、需要抽風排氣系統的行業等等。

不同的季節及不同的地理形勢，都會令到大氣中的風向不斷變動。如海邊日夜的風向不同，冬季及夏季亦有不同的季候風。研究風向可幫助我們預測及研究氣候的變化。研究風向需要使用風速計。風速計的設計多為箭狀，也有做成動物形態，像公雞造型的。風速計的箭羽部份會隨風向轉動。風速計需裝置於沒有建築物或樹木等，阻擾風移動的地方。用途及適用範圍QDP系列熱球式電風速計，用在採暖、通風、空氣調節、氣象、農業、冷藏乾燥、勞動衛生調查等各方面，需要測定室內外或模型的氣流速度時都可使用，是一種測量低風速的基本儀器。該產品於一九八七年曾被北京市經濟委員會評為北京市優質產品。工作原理本儀器由熱球式感測器和測量儀錶兩部分組成。感測器的頭部有一微小的玻璃球，球內燒有加熱玻璃的鎳鉻絲線圈和兩個串連的熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質的支柱上，直接暴露在氣流中，當一定大小的電流通過加熱線圈后，玻璃球被加熱到一定溫度，此溫度和氣流的速度有關，流速小時溫度較高，反之溫度較低。

BYWF-2001袖珍數字微風速儀

BYWF-2001袖珍數字微風速儀是用於測量低風速的袖珍測量儀，廣泛用於採暖通風、空氣調節、氣象、環保、體育、科研、公共場所及勞動衛生等方面。該儀器採用集成電路設計，具有靈敏度高、體積小、重量輕、操作簡單、方便可靠、數字直讀，並具有風速保持功能等特點。 1、技術指標

測量範圍：0.05-5m/s

精度：0.05-2M/S+（讀數＊2%+0.1）m/s

2-5M/S+（讀數＊2%+0.2）m/s

電源：1.2＊10（充電電池）

顯示：31/2位液晶顯示

重量：0.5KG（帶充電器）

工作環境：5度-45度2、數字微風速計使用原理

本儀器由熱敏電阻探頭和測量儀錶兩部分組成，熱敏電阻直接暴露在空氣中，用熱敏電阻阻值的變化反映風速的變化，經過電路處理，由儀器表頭將風速顯示出來。

CF-I(II)型電子翼輪式風速儀

1、用途

CF-I(II)型電子翼輪式風速儀為礦用本安型儀錶，適用於煤礦井下及其它易燃易爆場合測量瞬時風速及平均風速；也廣泛用於交通、建築、化工、糧食儲藏，空氣動力學研究等場合的風速測量。本儀錶由翼輪式光電感測器，數據測量處理系統及鍵盤組成。採用單片機技術及非易失存儲元件，自動控制測量過程，自動對測量值進行線性修正，並可長期存儲30個測量值，掉電不丟失，直接顯示測量風速值。本儀錶採用薄膜式輕觸開關，具有壽命長、封閉性好等特點，適合在惡劣環境中使用。 2、主要技術參數

測量風速範圍：0.2-5m/s0.5-25m/s

測量誤差絕對值：<=0.1m/s<=0.3m/s

啟動風速：0.2m/s0.4

顯示方式：三位LED三位LEDKestrel3000袖珍風速/氣象測定儀

1、產品介紹：

美國kestrel3000獨特的手持式袖珍風速/氣象測定儀，可以測量風速、溫度、風的寒度、相對濕度、熱量指數、露點溫度大型液晶顯示屏更易讀取數據。專利產品，重量輕操作簡單，響應迅速，準確測量各項氣象參數。

2、產品特點：

單位：鑷氏度(℃)、華氏度(℉)、百分比(%)；

精度：溫度和風的寒度為+/-1%；

相對濕度：為+/-3%；

露點溫度：為+/-2%；

熱量指數：為+/-3℃；

最小溫度：-29℃或者-20℉；

最大溫度：70℃或者158℉。

3、風速：

模式：3秒平均值，開機3秒最大值/開機平均值。

單位：海里/小時(KT)、米/秒(m/s)、公里/小時(Km/H)、英里/小時(MPH)、英尺/分鐘(FPM)、波弗特(B)。

精度：+/-3%或者在最小有效數位上+/-1。

靈敏度：5º時-1%，10º時-2%10º，15º時-3%。

校正偏移：使用100小時后小於2%(7米/秒、14海里/小時、25公里/小時、16英里/小時或者1400英尺/分鐘條件下)。

最小速度：0.3米/秒、0.6海里/小時、1.0公里/小時、0.7英里/小時、59.0英尺/分鐘。