熱式風速儀原理技術

"整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上，在風力的作用下，風杯繞軸以正比於風速的轉速旋轉。 g

風速計(anemometer)顧名思義是測量空氣流速的儀器。它的種類較多，氣象台站最常用的為風杯風速計，它由3個互成120°固定在支架上的拋物錐空杯組成感應部分，空杯的凹面都順向一個方向。整個感應部分安裝在一根垂直旋轉軸上，在風力的作用下，風杯繞軸以正比於風速的轉速旋轉。另一種旋轉式風速計為旋槳式風速計，由一個三葉或四葉螺旋槳組成感應部分，將其安裝在一個風向標的前端，使它隨時對準風的來向。槳葉繞水平軸以正比於風速的轉速旋轉。
熱線測速儀（Hot wire Anemometer，簡稱HWA），發明於20世紀20年代。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，使其溫度高於流體的溫度，因此將金屬絲稱為“熱線”。當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。根據強迫對流熱交換理論，可導出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關係式(D3.4.4a)
上式稱為金（L.V.King,1914）公式，R、I分別為熱線的電阻和流過的電流強度，ΔT為熱線與流體的溫度差，A、B為與流體和熱線有關的物理常數。考慮到熱線材料的電阻溫度特性，（D3.4.4a）式可化為(D3.4.4b)
上式中U為熱線的輸出電壓，A’，B’為與熱線的電阻溫度係數有關的物理常數，由實驗確定。這樣通過測量熱線兩端的電壓，即可確定流速。