風速傳感器和風量傳感器的區(qū)別,要從風速和風向說起。
風速,是指空氣相對于地球某一固定地點的運動速率,常用單位是m/s ,1m/s =3.6 km/h。風速沒有等級,風力才有等級,風速是風力等級劃分的依據(jù)。一般來講,風速越大,風力等級越高,風的破壞性越大。風速是氣候?qū)W研究的主要參數(shù)之一,大氣中風的測量對于全球氣候變化研究、航天事業(yè)等應(yīng)用等方面都具有重要作用和意義。
風量,是指單位時間內(nèi)空氣的流通量,一般用于表明鼓風機或通風設(shè)備的能力,計算單位是每秒立方米。在散熱片材質(zhì)相同的情況下,風量是衡量風冷散熱器散熱能力重要的指標。顯然,風量越大的散熱器其散熱能力也越高。這是因為空氣的熱容是一定的,更大的風量,也就是單位時間內(nèi)更多的空氣能帶走更多的熱量。當然,同樣風量的情況下散熱效果和風的流動方式有關(guān)。
風速和風量是不一樣的,不過兩者有一定的關(guān)聯(lián),風量等于風速和通流口截面面積的乘積,因此風量傳感器的數(shù)據(jù)大多是根據(jù)風速傳感器的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換得到的。
風杯式風速傳感器,是一種十分常見的風速傳感器,早由英國魯賓孫發(fā)明。感應(yīng)部分是由三個或四個圓錐形或半球形的空杯組成??招谋瓪す潭ㄔ诨コ?20°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上,杯的凹面順著一個方向排列,整個橫臂架則固定在一根垂直的旋轉(zhuǎn)軸上。
當風從左方吹來時,風杯1與風向平行,風對風杯1的壓力在直于風杯軸方向上的分力近似為零。風杯2與3同風向成60度角相交,對風杯2而言,其凹面迎著風,承受的風壓更大;風杯3其凸面迎風,風的繞流作用使其所受風壓比風杯2小,由于風杯2與風杯3在垂直于風杯軸方向上的壓力差,而使風杯開始順時針方向旋轉(zhuǎn),風速越大,起始的壓力差越大,產(chǎn)生的加速度越大,風杯轉(zhuǎn)動越快。
風杯開始轉(zhuǎn)動后,由于杯2順著風的方向轉(zhuǎn)動,受風的壓力相對減小,而杯3迎著風以同樣的速度轉(zhuǎn)動,所受風壓相對增大,風壓差不斷減小,經(jīng)過一段時間后(風速不變時),作用在三個風杯上的分壓差為零時,風杯就變作勻速轉(zhuǎn)動。這樣根據(jù)風杯的轉(zhuǎn)速(每秒鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù))就可以確定風速的大小。
當風杯轉(zhuǎn)動時,帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉(zhuǎn)動,通過電路得到與風杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號,該脈沖信號由計數(shù)器計數(shù),經(jīng)換算后就能得出實際風速值。目前新型轉(zhuǎn)杯風速表均是采用三杯的,并且錐形杯的性能比半球形的好,當風速增加時轉(zhuǎn)杯能迅速增加轉(zhuǎn)速,以適應(yīng)氣流速度,風速減小時,由于慣性影響,轉(zhuǎn)速卻不能立即下降,旋轉(zhuǎn)式風速表在陣性風里指示的風速一般是偏高的成為過高效應(yīng)(產(chǎn)生的平均誤差約為10%)。