全向型風(fēng)速儀是一種能夠測量風(fēng)速且對風(fēng)向不敏感的測量儀器,其工作原理主要基于以下幾種常見的方式:
(一)熱線式原理
熱線式全向風(fēng)速儀主要由一根細(xì)的金屬絲(熱線)構(gòu)成。當(dāng)風(fēng)吹過熱線時(shí),熱線會因?yàn)榕c周圍空氣的熱量交換而冷卻,導(dǎo)致其電阻發(fā)生變化。根據(jù)熱平衡原理,風(fēng)速越大,熱線散失的熱量就越多,電阻變化也就越大。通過測量熱線電阻的變化,并結(jié)合相關(guān)的校準(zhǔn)公式,就可以計(jì)算出風(fēng)速的大小。這種風(fēng)速儀的傳感器部分通常被設(shè)計(jì)成球形或圓柱形等對稱結(jié)構(gòu),使得它能夠從各個(gè)方向感受到風(fēng)的作用,從而實(shí)現(xiàn)全向測量。
(二)超聲波式原理
超聲波式全向風(fēng)速儀利用超聲波在空氣中傳播的特性來測量風(fēng)速。它通常由幾個(gè)超聲波換能器組成,這些換能器按照一定的排列方式安裝在一個(gè)圓形或球形的框架上。其中一個(gè)換能器發(fā)射超聲波信號,其他換能器接收信號。當(dāng)有風(fēng)吹過時(shí),超聲波信號在順風(fēng)和逆風(fēng)方向的傳播時(shí)間會發(fā)生變化。例如,在順風(fēng)方向,超聲波傳播速度相對更快,而在逆風(fēng)方向則更慢。通過測量不同方向上超聲波的傳播時(shí)間差,并根據(jù)聲波傳播速度與風(fēng)速的關(guān)系公式,就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出風(fēng)速的大小。
(三)旋渦式原理
旋渦式全向風(fēng)速儀是基于卡曼渦街原理工作的。當(dāng)流體(空氣)繞過一個(gè)非流線型物體(如圓柱體或三角柱體)時(shí),會在物體下游產(chǎn)生兩列交替出現(xiàn)的旋渦。旋渦的產(chǎn)生頻率與流體的流速(即風(fēng)速)成正比。在全向型旋渦風(fēng)速儀中,傳感器通常采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得無論風(fēng)從哪個(gè)方向吹來,都能在物體后方穩(wěn)定地產(chǎn)生旋渦。通過檢測旋渦的產(chǎn)生頻率,就可以確定風(fēng)速的大小。這種風(fēng)速儀的傳感器部分一般具有對稱的形狀,以保證在不同風(fēng)向下都能正常工作,實(shí)現(xiàn)全向測量功能。
全向型風(fēng)速儀的使用注意事項(xiàng):
1.環(huán)境要求:
-避免特殊環(huán)境:不要在特殊的高溫、低溫、潮濕或強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中使用風(fēng)速儀,以免影響測量精度或損壞儀器。
-注意天氣條件:在惡劣天氣如雷雨、大風(fēng)等情況下,應(yīng)避免使用風(fēng)速儀,防止發(fā)生危險(xiǎn)或損壞儀器。
2.儀器維護(hù):
-定期校準(zhǔn):為保證測量準(zhǔn)確性,建議定期對風(fēng)速儀進(jìn)行校準(zhǔn),特別是長期使用或經(jīng)歷劇烈環(huán)境變化后??砂凑諆x器說明書中的校準(zhǔn)方法或送專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。
-清潔保養(yǎng):使用后,及時(shí)清理傳感器上的灰塵和污垢,保持儀器清潔干燥。長期不使用時(shí),應(yīng)存放在陰涼干燥處,并定期檢查電池電量和儀器性能。
3.安全事項(xiàng):
-正確操作:在使用風(fēng)速儀時(shí),必須嚴(yán)格按照說明書的操作步驟進(jìn)行,不得隨意更改或拆卸儀器,以免造成損壞或安全事故。
-安全防護(hù):在戶外或高處測量時(shí),務(wù)必穿戴好個(gè)人防護(hù)裝備,如安全帽、安全帶等,確保人身安全。
4.數(shù)據(jù)記錄與處理:
-準(zhǔn)確記錄:在測量過程中,要準(zhǔn)確記錄測量時(shí)間、地點(diǎn)、風(fēng)速值等相關(guān)信息,以便后續(xù)分析和對比。
-考慮影響因素:注意記錄測量時(shí)的環(huán)境條件,如溫度、濕度、氣壓等,這些因素可能會對風(fēng)速測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響,在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)予以考慮。