熱力學領域的研究成果-風速儀
閱讀：1575發(fā)布時間：2013-11-15
hbzhan內(nèi)容導讀：到目前為止，人們根據(jù)光學、力學以及熱力學等領域的研究成果開發(fā)了很多測量流體流場的測量儀器，比如有早期的比托管和風速儀，后來的熱膜風速儀（HWA），以及近期出現(xiàn)的激光流速計（（LDV）等等。
比托管的結構簡單，使用方便，堅實可靠，價格低廉，但是其測速的范圍比較窄，一般用來測量旺盛湍流的平均流速，所以測量的速度一般比較高，而且其僅能測量二維流場，不能敏感反向流動，不能測量湍流流動的流場分布。風速儀能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測量，信噪比好，而且能夠分離和測量三維流場，測量的范圍比較大，而且能夠非常準確地測量微風速，其靈敏度非常高。鑒于風速儀的這些優(yōu)點，現(xiàn)在被廣泛地應用與各種領域，比如測量模擬風洞的速度場，換熱管肋片周圍的速度場，內(nèi)燃機的流動特性等。
原理分析
1.風向部分
風向部分由保護風向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結構由風向標，風向軸及風向度盤等組成，裝在風向度盤上的磁棒與風向度盤組成磁羅盤用來確定風向方位。當下拉鎖定旋鈕并向右旋轉定位時，回彈頂桿將風向度盤放下，使錐形寶石軸承與軸尖相接觸，此時風向度盤將自動定北。
風向示值由風向指針在風向度盤上的穩(wěn)定位置來確定。當左旋轉鎖定旋鈕并使其向上回彈復位時，回彈頂桿將風向度盤頂起并定位在儀器上部，并使錐形寶石軸承與軸尖相分離，以保護風向度盤及軸承與軸尖不受損壞。（注：當儀器使用完畢后必須及時回復此狀態(tài)）
2.風速部分
風速的傳感器采用的是傳統(tǒng)的二杯旋轉架結構。它將風速變成旋轉架的轉速。為了減小啟動風速，采用特殊材料的輕質(zhì)風杯和寶石軸承支撐。通過固定在旋轉架上的裝置經(jīng)傳感器檢測后將信號傳送到主機內(nèi)進行測算。
風速計內(nèi)的單片機對風傳感器的輸出信號進行采樣，校正，計算，zui后由儀器輸出瞬時風速/一分鐘平均風速/瞬時風級/一分鐘平均風級/平均風級對應的浪高5個參數(shù)。測得的參數(shù)在儀器的液晶顯示器上采用數(shù)字直接顯示出來。為了減少儀器的功耗，儀器中的傳感器和單片機都采取了一系列降低功耗的專門措施。為了保證數(shù)據(jù)的可靠，當電源電壓太低時，顯示器下部電池標記顯示缺電，提示用戶電源電壓太低數(shù)據(jù)已不可靠，需要及時更換電池。
