淺談測量風(fēng)速、風(fēng)向的方法之風(fēng)速風(fēng)向傳感器

時間：2021-07-15

風(fēng)速是指風(fēng)流在單位時間內(nèi)流過的距離；風(fēng)力是指風(fēng)吹到物體上時表現(xiàn)的力量大小。風(fēng)速沒有等級，風(fēng)力才有等級，風(fēng)速是風(fēng)力等級劃分的依據(jù)。一般來講，風(fēng)速越大，風(fēng)力等級越高，風(fēng)的破壞力就越大。

一、為什么要強調(diào)風(fēng)速、風(fēng)力的測量呢？

風(fēng)力與風(fēng)速是氣象研究的重要指數(shù)，也是人們關(guān)注的重點要素。其不僅對人們的日常各類活動有很大的影響，對于氣象研究、航海等工作較具重要意義，所以提前測好風(fēng)速風(fēng)向，有利于各項活動地順利開展。

二、測量風(fēng)速、風(fēng)向有哪些方法呢?

根據(jù)測量原理為大家介紹以下幾類方法：傳統(tǒng)測量、機械式、超聲波式、與量熱式等。

傳統(tǒng)測量法

1、風(fēng)向測量：使用*

*對的風(fēng)向箭頭指在哪個方向，就表示當(dāng)時刮什么方向的風(fēng)。*和氣流方向有一定的夾角時，氣流對*尾翼產(chǎn)生一個壓力。其大小正比于風(fēng)標(biāo)幾何形狀在氣流方向垂直面上的投影，風(fēng)標(biāo)頭部迎風(fēng)面積小，尾翼迎風(fēng)面積大，由這個壓力差產(chǎn)生風(fēng)壓使風(fēng)標(biāo)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，直到風(fēng)標(biāo)與氣流平行。從*與固定主方位指示桿之間的相對位置就可以很*觀測出風(fēng)向。

2、風(fēng)速測量：使用測風(fēng)器

測風(fēng)器上有一塊長方形的風(fēng)壓板，風(fēng)壓板旁邊裝一個弧形框子，框上有長短齒。風(fēng)壓板揚起所過長短齒的數(shù)目，表示風(fēng)力大小，風(fēng)力越大表示風(fēng)速等級越高。

機械式測風(fēng)

機械式測風(fēng)如風(fēng)表測風(fēng)，外表如同機械手表形狀，一般被用測量井巷的風(fēng)。需先估算風(fēng)速，然后用風(fēng)標(biāo)和秒表，將風(fēng)表指針與秒表回零，然后使風(fēng)表迎著風(fēng)流，并與風(fēng)流方向垂直，風(fēng)表空轉(zhuǎn)30s后同時打開風(fēng)表和秒表開關(guān)，開始測定。需注意在同一斷面的測風(fēng)不少于3次，測風(fēng)過程中要平穩(wěn)運行。如風(fēng)速風(fēng)向傳感器就是采用典型的機械式測風(fēng)方法，較好地利用了風(fēng)能，并支持了新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。

超聲波測速法

超聲波測風(fēng)的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。

量熱式原理測量法

采用量熱式原理測量風(fēng)速的典型例子就是風(fēng)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**流體的溫度，因此將金屬絲風(fēng)速計稱為“熱線”。當(dāng)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(jù)強迫對流熱交換理論，可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。風(fēng)速計一種能測低風(fēng)速的儀器，它是由熱球式測桿探和測量儀表兩部分組成。探頭有一個玻璃球，球內(nèi)繞有鎳鉻絲圈和兩個熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上，直接暴露在氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過加熱圈后，玻璃球的溫度升高。升高的程度和風(fēng)速有關(guān)，風(fēng)速小時升高的程度大；反之，升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶在電表上指示出來。根據(jù)電表的讀數(shù)，查校正曲線，即可查出當(dāng)時的風(fēng)速。

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