空气速度是指相对于经过的时间以行进距离衡量的空气运动面积。通常以米/秒（m / s）或英尺/分钟（ft / min）为单位进行测量。 

 

监视空气速度时，可找到三种类型的流量剖面：层流，过渡和湍流。层流的特征是平稳运动，而湍流的特征是不规则运动或波动。通过在管道系统中引入一个弯头，使空气转向，层流会变得过渡或湍流。这篇文章将重点讨论层流剖面。

 

基于压力的仪器

 

伯努利方程式说明了空气密度，静态压力和总压力，是基于压力的速度测量的关键。 

 

为了使用压力来计算空气速度，需要两个单好的传感器。一个传感器测量静压力或推向管道系统的压力，另一个传感器测量总压力或通过管道系统流动产生的压力。

 

通常，皮托管用于压力测量。甲皮托管是在管内的管。内管监控静压，外管上钻有孔以测量静压。一根皮托管将给出总压力和静压力之间的差，即速度压力。然后，伯努利方程式将用于计算在标准条件下将速度压力（以英寸wc为单位）转换为可用空气流量的空气流量，单位为ft / min。

 

基于温度的仪器

 

风速计用于根据温度计算风速。国王定律是温度测量的基础，并用加热丝在数学上描述了气流中的热传递。当空气在电线上流动时，温度会降低，热能将被消除。然后，可以使用惠斯通电桥计算热能的变化，以确定电阻变化，该变化与空气在传感器上移动的速度相关。风速计有两个温度传感器：一个提供参考温度，另一个用于测量流经传感器的空气温度。随着空气速度的加快，更多的能量损失了。能量损失随后可用于计算空气速度。

 

基于温度的仪器测量风速的优势

 

在Dwyer的研究和开发过程中，我们发现了在测量空气速度时使用基于温度的仪器的一些优势。shou先，伯努利方程式没有考虑到空气粘度的变化，这是有问题的，因为粘度会根据气流的温度不断变化。其次，我们发现在较慢的空气速度下，用于静压拾取的孔改变了皮托管周围的流量分布，从而将流量从层流变为湍流。

 

我们发现皮托管在高速时非常精que，但在低速时误差增加。

 

选择测量技术时，另一个重要的考虑因素是您的应用程序。大多数建筑物管理系统（BMS）和PLC需要线性模拟输入，而不是气动输入。这意味着皮托管获得的测量结果必须使用伯努利方程进行转换。在低速度压力下，200 FPM的空气速度会产生0.002英寸水柱的速度压力。有一些专门的差压传感器可以测量这种超低压，但是它们的价格很高。其他用于测量低流量的技术（例如风速计）更具成本效益。

 

我们发现，在使用基于温度的测量时，我们可以使用传感器特性来防止在低流速下基于压力的测量的某些缺点。传感器特性描述是在受控条件下从传感器进行测量的过程，可确保在各种操作条件（例如温度，湿度或大气压）下保证读数精度的水平。在我们的制造过程中，我们使用经过校准的参考来表征空气速度传感器的温度和湿度变化。表征确保传感器在整个范围内的精度一致。

 

应用领域

热风速计非常适合必须频繁更换空气的关键环境（例如医院手术室）。当空气经常更换时，它必须以非常低的速度改变，以减少移动微粒和其他污染物并污染空气的风险。典型的手术室的风速范围为37 FPM至55 FPM。ANSI / ASHRAE / ASHE标准170-2013要求#少4个室外ACH（换气/小时），#少20个总ACH（换气/小时）。风速仪可以与BMS配对使用，以验证这些低流量关键环境中的#小换气次数，以确保符合ASHRAE标准。

 

热风速计还可用于测量商业应用中的风速，例如旅馆，学校，商店和办公室。在这些应用中，主供应管道的速度通常为1,000至3,000 FPM，分支供应管道的速度通常为500至1,500 FPM。通过使用Bernoulli方程，我们可以计算空气的速度压力，对于主管道，其压力通常为0.062至0.561英寸水柱，对于分支供应管道，其通常为0.016至0.140英寸水柱。考虑到商业应用中较高的流量范围，可以使用压力或温度仪表来测量速度。但是如上所述，压力测量必须从水柱英寸转换为FPM。有些设备使用伯努利方程编程，将为您完成转换。

 

使用风速计的另一个优点是它们根据温度原理工作。有一个温度传感器正在监视电源本身的温度状况。您可以在一台设备上进行两次测量，因为通常可以同时测量温度输出和空气速度输出。风速输出将与流量范围成线性关系，可以轻松将其输入到BMS或PLC。

 

摘要

 

用皮托管测量空气流速时，流体粘度是测量低流速时误差的根本原因。CFD模型显示传感器静压孔周围的局部流动发展变化，从而导致误差增加。因此，Dwyer建议皮托管实际限制为200 FPM。 

 

通过校准诸如湿度，温度和压力等因素，在校准风速计时使用的传感器表征过程可在变化的过程约束条件下提高准确性。CFD模型显示传感器周围的局部流量变化，如果不集成传感器特性，则会导致误差增加。用于传感器表征的参考文献可提高目标应用速度的准确性。