管道风速传感器如何测量管道风压、风速、风量
2020-10-22 15:17:25 来源：北京艾凡鹏仪表有限公司
管道风速传感器如何测量管道风压、风速、风量
风速是天气监测中重要因素之一，用来测量风速的传感器被称为风速传感器，如我们常见的杯式风速传感器，超声波风速传感器，但有一种风速传感器虽不常见但应用广泛，这就是管道风速变送器。
以前通风管道风压、风速、风量测定方法
一、测定位置和测定点
(一)测定位置的选择
通风管道内风速及风量的测定，是通过测量压力换算得到。测得管道中气体的真实压力值，除了正确使用测压仪器外，合理选择测量断面、减少气流扰动对测量结果的影响很大。测量断面应尽量选择在气流平稳的直管段上。测量断面设在弯头、三通等异形部件前面(相对气流流动方向)时，距这些部件的距离应大于2倍管道直径。当测量断面设在上述部件后面时，距这些部件的距离应大于4～5倍管道直径。当测试现场难于满足要求时，为减少误差可适当增加测点。但是，测量断面位置距异形部件的zui小距离至少是管道直径的1.5倍。
测定动压时如发现任何一个测点出现零值或负值，表明气流不稳定，该断面不宜作为测定断面。如果气流方向偏出风管中心线15°以上，该断面也不宜作测量断面(检查方法：毕托管端部正对气流方向，慢慢摆动毕托管，使动压值zui大，这时毕托管与风管外壁垂线的夹角即为气流方向与风管中心线的偏离角)。
选择测量断面，还应考虑测定操作的方便和安全。
(二)测试孔和测定点
由于速度分布的不均匀性，压力分布也是不均匀的。因此，必须在同一断面上多点测量，然后求出该断面的平均值。
1圆形风道
在同一断面设置两个彼此垂直的测孔，并将管道断面分成一定数量的等面积同心环，对于圆形风道，测点越多，测量精度越高。
2矩形风道
可将风道断面划分为若干等面积的小矩形，测点布置在每个小矩形的中心，小矩形每边的长度为200mm左右，圆风管测点与管壁距离系数(以管径为基数)。
二、风速传感器的选择
(一)毕托管
1标准毕托管
它是一个弯成90°的双层同心圆管，其开口端同内管相通，用来测定全压；在靠近管头的外壁上开有一圈小孔，用来测定静压，按标准尺寸加工的毕托管校正系数近似等于1。标准毕托管测孔很小，易被风道内粉尘堵塞，因此这种毕托管只适用于比较清洁的管道中测定。
2 S型毕托管
它是由两根相同的金属管并联组成，测量时有方向相反的两个开口，测定时，面向气流的开口测得的相当于全压，背向气流的开口测得的相当于静压。由于测头对气流的影响，测得的压力与实际值有较大误差，特别是静压。因此，S型毕托管在使用前须用标准毕托管进行校正，S型毕托管的动压校正系数一般在0.82～0.85之间。S型毕托管测孔较大，不易被风道内粉尘堵塞，这种毕托管在含尘污染源监测中得到广泛应用。
(二)热球式
热球式风速计是指测定风流速度的仪器。它由热球式探头、电表和运算放大器等构成。在测杆的端部有一个直径约0.8mm的玻璃球，其中绕有加热玻璃球用的镍铬丝线圈和两个串联的热电偶，其冷端连接在磷铜质的支柱上暴露在风流中。当有一定大小的电流通过加热 线圈后，玻璃球的温度升高，球内的热电偶产生热电势。热电势的大小和风流速度有关，风速大时玻璃球温升程度小，则热电势小，反之热电势大。热电势再经运算放大器后就可在电表上指示出来，校正后的电表读数即风流的真实速度。该仪器使用较方便，但易于损坏、灰尘和湿度对它都有一定影响，有待进一步改进。
(三)热 线式
其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称热 线）置于气流中，热 线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热 线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。它有两种工作模式：①恒流式。通过热 线的电流保持不变，温度变化时，热 线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速；②恒温式。热 线的温度保持不变，如保持150℃，根据所需施加的电流可度量流速。恒温式比恒流式应用更广泛。
(四)热膜式
热膜风速仪是在热 线风速仪的基础上，以金属膜代替内部金属发热丝的一种热式风速测量仪器。其主要测量的原理是：利用发热的金属膜因通风而冷却时，引起金属膜的电阻发生变化对风速进行测量。热式风速仪除携带方便外，性价比高，目前市面上的绝大部分风速仪都采用了此类工作方式。
目前热膜风速仪主要有两种工作模式：横流式和恒温式。恒流式是保持发热膜的通电电流不变，通过发热金属膜在不同风速下电阻温度的变化测量风速的大小。而恒温式是保持发热金属膜的温度不变，通过变化的电流对风速的大小进行测量。不管采用何种工作方式，都需要对风速仪发热膜的温度进行检测，或利用温度传感器对发热膜的温度进行实时测量，或对发热膜进行恒温监控，以实现对风速的测量。
广泛应用在油烟管道、通风管道、暖通空调进出风口等地方来测量风速和风量。
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