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风速传感器如何测量管道的风压、风速、风量?

它是风速天气监测的重要因素之一,而用来测量风速的传感器叫做风速传感器,比如我们常见的杯式风速传感器,超声波风速传感器,但是有一个风速传感器,虽然不常见但是应用广泛,这就是管道风速变送器。

一、测量位置和测量点

(一)测量位置的选择

通风管道中风速和风量的测量是通过测量压力换算得到的。要测量管道内气体的真实压力值,除了正确使用压力测量仪表外,合理选择测量断面和减少气流扰动对测量结果有很大影响。测量断面应尽可能选择在气流通畅的直管段上。当测量段设置在弯头、三通等异形部件前面时(相对于气流方向),距这些部件的距离应大于2倍管径。当测量截面位于上述部件后面时,与这些部件的距离应大于4 ~ 5倍管径。当测试场地难以满足要求时,可适当增加测点以减少误差。但是,测量截面位置与异形件之间的小距离至少为管道直径的1.5倍。

在测量动压时,如果发现任何一个测点有零或负值,说明气流不稳定,不应将此段作为测量段。如果气流方向偏离风管中心线超过15°,则该段不应作为测量段(检查方法:皮托管末端正对气流方向,缓慢摆动皮托管使动压大,皮托管与风管外壁垂直线的夹角为气流方向与风管中心线的偏离角)。

在选择测量断面时,还应考虑测量操作的方便性和安全性。

(2)测试孔和测量点

由于速度分布的不均匀性,压力分布也是不均匀的。因此,需要在同一截面上测量多个点,然后计算该截面的平均值。

①圆形风道

在同一截面上设置两个相互垂直的测量孔,将管道截面分成一定数量的面积相等的同心圆环。对于圆形风管,测点越多,测量精度越高。

②矩形管道

风道的横截面可以分成若干个面积相等的小矩形,测点布置在每个小矩形的中心。小矩形每边长约200mm,圆形风管测点与管壁的距离系数(以管径为准)。

风速传感器

二、风管压力的测量

(1)原则

测量风管内气体的压力应在气流相对稳定的管段内进行。试验中应测量气体的静压、动压和总压。测量气体总压力的孔口应朝向风管内气流的方向,测量静压的孔口应垂直于气流方向。用U型压力计测量总压和静压时,另一端应与大气连通(在正压管段用倾斜微压计测量压力时,管道一端应与大气连通,在负压管段测量压力时,容器开口端应与大气连通)。因此,压力表上的压力读数实际上是空气导管中的气体压力与大气压之间的压差(即气体的相对压力)。大气压力一般用气压计测量。因为总压等于动压和静压的代数和,所以只能测到两个值,另一个值可以计算出来。

(2)测量仪器

气体压力(静压、动压、总压)的测量,通常是用插在风管中的测压计取出压力信号,在与之相连的压力表上读出。常用的仪器有皮托管和压力表。

(1)标准皮托管

它是一个弯曲90°的双层同心管,其开口端与内管相通,测量总压。靠近管头的外壁上有一圈小孔,用来测量静压。按标准尺寸加工的皮托管的标定系数约等于1。标准皮托管的测量孔很小,容易被风道中的灰尘堵塞,所以这种皮托管只适合在比较干净的管道中测量。

(2)S形皮托管

它由两根相同的金属管并联而成,测量时两个开口方向相反。测量时,面向气流的开口相当于总压,背向气流的开口相当于静压。由于探头对气流的影响,测得的压力与实际值存在较大误差,尤其是静压。因此,S型皮托管在使用前必须用标准皮托管进行校准,S型皮托管的动压修正系数一般在0.82-0.85之间。s形皮托管的测量孔较大,不易被风道中的灰尘堵塞。这种皮托管广泛应用于粉尘污染源的监测。

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