管道風速傳感器如何測量管道風壓、風速、風量

風速是天氣監測中重要因素之一，用來測量風速的傳感器被稱為風速傳感器，如我們常見的杯式風速傳感器，超聲波風速傳感器，但有一種風速傳感器雖不常見但應用廣泛，這就是管道風速變送器。

以前通風管道風壓、風速、風量測定方法

一、測定位置和測定點

(一)測定位置的選擇

通風管道內風速及風量的測定，是通過測量壓力換算得到。測得管道中氣體的真實壓力值，除了正確使用測壓儀器外，合理選擇測量斷面、減少氣流擾動對測量結果的影響很大。測量斷面應盡量選擇在氣流平穩的直管段上。測量斷面設在彎頭、三通等異形部件前面(相對氣流流動方向)時，距這些部件的距離應大于2倍管道直徑。當測量斷面設在上述部件后面時，距這些部件的距離應大于4～5倍管道直徑。當測試現場難于滿足要求時，為減少誤差可適當增加測點。但是，測量斷面位置距異形部件的zui小距離至少是管道直徑的1.5倍。

測定動壓時如發現任何一個測點出現零值或負值，表明氣流不穩定，該斷面不宜作為測定斷面。如果氣流方向偏出風管中心線15°以上，該斷面也不宜作測量斷面(檢查方法：畢托管端部正對氣流方向，慢慢擺動畢托管，使動壓值zui大，這時畢托管與風管外壁垂線的夾角即為氣流方向與風管中心線的偏離角)。

選擇測量斷面，還應考慮測定操作的方便和安全。

(二)測試孔和測定點

由于速度分布的不均勻性，壓力分布也是不均勻的。因此，必須在同一斷面上多點測量，然后求出該斷面的平均值。

1圓形風道

在同一斷面設置兩個彼此垂直的測孔，并將管道斷面分成一定數量的等面積同心環，對于圓形風道，測點越多，測量精度越高。

2矩形風道

可將風道斷面劃分為若干等面積的小矩形，測點布置在每個小矩形的中心，小矩形每邊的長度為200mm左右，圓風管測點與管壁距離系數(以管徑為基數)。

二、風速傳感器的選擇

(一)畢托管

1標準畢托管

它是一個彎成90°的雙層同心圓管，其開口端同內管相通，用來測定全壓；在靠近管頭的外壁上開有一圈小孔，用來測定靜壓，按標準尺寸加工的畢托管校正系數近似等于1。標準畢托管測孔很小，易被風道內粉塵堵塞，因此這種畢托管只適用于比較清潔的管道中測定。

2 S型畢托管

它是由兩根相同的金屬管并聯組成，測量時有方向相反的兩個開口，測定時，面向氣流的開口測得的相當于全壓，背向氣流的開口測得的相當于靜壓。由于測頭對氣流的影響，測得的壓力與實際值有較大誤差，特別是靜壓。因此，S型畢托管在使用前須用標準畢托管進行校正，S型畢托管的動壓校正系數一般在0.82～0.85之間。S型畢托管測孔較大，不易被風道內粉塵堵塞，這種畢托管在含塵污染源監測中得到廣泛應用。

(二)熱球式

熱球式風速計是指測定風流速度的儀器。它由熱球式探頭、電表和運算放大器等構成。在測桿的端部有一個直徑約0.8mm的玻璃球，其中繞有加熱玻璃球用的鎳鉻絲線圈和兩個串聯的熱電偶，其冷端連接在磷銅質的支柱上暴露在風流中。當有一定大小的電流通過加熱 線圈后，玻璃球的溫度升高，球內的熱電偶產生熱電勢。熱電勢的大小和風流速度有關，風速大時玻璃球溫升程度小，則熱電勢小，反之熱電勢大。熱電勢再經運算放大器后就可在電表上指示出來，校正后的電表讀數即風流的真實速度。該儀器使用較方便，但易于損壞、灰塵和濕度對它都有一定影響，有待進一步改進。

(三)熱 線式

其原理是，將一根通電加熱的細金屬絲（稱熱 線）置于氣流中，熱 線在氣流中的散熱量與流速有關，而散熱量導致熱 線溫度變化而引起電阻變化，流速信號即轉變成電信號。它有兩種工作模式：①恒流式。通過熱 線的電流保持不變，溫度變化時，熱 線電阻改變，因而兩端電壓變化，由此測量流速；②恒溫式。熱 線的溫度保持不變，如保持150℃，根據所需施加的電流可度量流速。恒溫式比恒流式應用更廣泛。

(四)熱膜式

熱膜風速儀是在熱 線風速儀的基礎上，以金屬膜代替內部金屬發熱絲的一種熱式風速測量儀器。其主要測量的原理是：利用發熱的金屬膜因通風而冷卻時，引起金屬膜的電阻發生變化對風速進行測量。熱式風速儀除攜帶方便外，性價比高，目前市面上的絕大部分風速儀都采用了此類工作方式。

目前熱膜風速儀主要有兩種工作模式：橫流式和恒溫式。恒流式是保持發熱膜的通電電流不變，通過發熱金屬膜在不同風速下電阻溫度的變化測量風速的大小。而恒溫式是保持發熱金屬膜的溫度不變，通過變化的電流對風速的大小進行測量。不管采用何種工作方式，都需要對風速儀發熱膜的溫度進行檢測，或利用溫度傳感器對發熱膜的溫度進行實時測量，或對發熱膜進行恒溫監控，以實現對風速的測量。

廣泛應用在油煙管道、通風管道、暖通空調進出風口等地方來測量風速和風量。