“風(fēng)”言“風(fēng)”語之——測風(fēng)技術(shù)
更新時(shí)間：2025-03-07 點(diǎn)擊量：1078
當(dāng)前測風(fēng)技術(shù)豐富多樣、風(fēng)速傳感器品類繁多節點，其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用形式也各有不同。但有關(guān)描述風(fēng)特性的指標(biāo)并不是很多，主要有：風(fēng)速競爭力、風(fēng)溫發展邏輯、風(fēng)向、風(fēng)壓等結構，暖通空調(diào)中的風(fēng)量是基于以上參數(shù)的間接計(jì)算值重要的作用。這里僅以最主要的指標(biāo)——風(fēng)速（空氣流速）作為參照指標(biāo)，簡略概括一下常見的測風(fēng)技術(shù)和傳感器儀器等。
機(jī)械式測風(fēng) ——主要指轉(zhuǎn)杯式或葉輪式測風(fēng)各方面。其原理是當(dāng)風(fēng)驅(qū)動(dòng)扇葉或風(fēng)杯使其旋轉(zhuǎn)防控，扇葉或風(fēng)杯的轉(zhuǎn)速和風(fēng)速呈現(xiàn)正比例關(guān)系。通過測量扇葉或風(fēng)杯的旋轉(zhuǎn)來反映實(shí)際風(fēng)速的大小適應性。從信號(hào)轉(zhuǎn)換及采集角度堅實基礎，常通過測量電機(jī)速度、觸電開合速度重要作用、以及閃光速度來間接測量風(fēng)速行動力。機(jī)械式測風(fēng)優(yōu)缺點(diǎn)：機(jī)械式測量優(yōu)點(diǎn)在于，機(jī)構(gòu)精簡便于操作切實把製度，抗外界干擾能力強(qiáng)保供，經(jīng)濟(jì)性好；缺點(diǎn)是采用機(jī)械式測量一個(gè)不能忽視的因素就是摩擦力的影響進行部署。摩擦力的影響直接導(dǎo)致了測量精度和最大限值風(fēng)速的測量不準(zhǔn)確責任。此外這種測量方式對于突變風(fēng)的靈敏度不高也是其缺點(diǎn)之一。比如啟動(dòng)風(fēng)速往往就需要0.5m/s以上保護好，可測試下限范圍不理想組建，適合測試高風(fēng)速。
比托管測風(fēng) ——利用特定的結(jié)構(gòu)特點，將風(fēng)總壓（動(dòng)壓+靜壓）和靜壓分開深刻變革，產(chǎn)生壓差對應(yīng)風(fēng)速。皮托管的構(gòu)造頭部為半球形和諧共生，后為一雙層套管質生產力。對于不可壓縮流動(dòng)，根據(jù)伯努利方程和能量方程可求出氣流馬赫數(shù)技術交流，進(jìn)而再求速度先進的解決方案。缺點(diǎn)：皮托管很難精確測試低于2m/s和超聲范圍的風(fēng)速；同時(shí)壓差與大氣壓創造更多、溫度緊密相關(guān)宣講活動，必須實(shí)時(shí)測試風(fēng)溫和氣壓進(jìn)行修正才能相對準(zhǔn)確。
超聲波測風(fēng) ——加載一個(gè)超聲波機(jī)械能自主研發，空氣為載體確定性，流速和波傳播速度疊加產(chǎn)生對于關(guān)系。基本原理是根據(jù)聲波信號(hào)在介質(zhì)中傳播與氣體流動(dòng)的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)測量的損耗。速度差不能直接測量講故事，一般轉(zhuǎn)換成超聲波在順風(fēng)和逆風(fēng)路徑上傳播的時(shí)間差。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)采用非接觸式測量性能穩定，不干擾風(fēng)場全面革新，無壓力損失作用；不存在機(jī)械磨損；可捕捉瞬時(shí)的風(fēng)速微小變化行業分類，不要求啟動(dòng)風(fēng)速技術特點。缺點(diǎn)，對安裝要求十分嚴(yán)格相結合；其次高效化，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故障排除較困難為產業發展，所以對安裝地點(diǎn)環(huán)境的要求較高範圍和領域。
熱式傳感技術(shù) ——加熱的熱敏可變阻性器件或材料（熱敏電阻，PTC或NTC各項要求，或熱電偶）其散熱速率和風(fēng)速對應(yīng)函數(shù)關(guān)系更高要求。從結(jié)構(gòu)形式可分為熱線、熱球新技術、熱膜式等共同學習。風(fēng)溫測試：基于以上的基本原理可知，影響熱平衡的除了風(fēng)速外界因素深入，還有當(dāng)前的環(huán)境溫度效高。即環(huán)境溫度和風(fēng)速的不同組合都會(huì)使得感風(fēng)器件產(chǎn)生一樣的電信號(hào)。這樣全方位，就必須知道當(dāng)前溫度值高效節能，計(jì)算出環(huán)境溫度引起的散熱變化量影響力範圍，才能準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)速引起的散熱變化大局，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測試。
激光多普勒 ——利用激光的高相干性和高能量測量流體流速基本原理：激光測量法激光激光多普勒測速儀的測量方式分為相干方式和非相干方式2種邁出了重要的一步。目前常采用非相干方式有序推進。大氣后向散射光進(jìn)入頻率檢測器件，頻率檢測器件對不同的頻率具有不同的透射率需求，從而將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)度信號(hào)堅定不移，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度可以得到多普勒頻移信息。優(yōu)缺點(diǎn)：激光多普勒測速儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：非接觸式測量更讓我明白了，對流場無干擾迎難而上；空間分辨率高，測量點(diǎn)的空間容積很小探索，滿足點(diǎn)測量的要求堅持先行；測量精度高，測量公式是一個(gè)精確的物理關(guān)系式滿意度，基本上與流體的其他特征無關(guān)情況較常見，如溫度、壓力等。缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴生產體系、操作維護(hù)困難服務。且是一個(gè)系統(tǒng)性產(chǎn)品，需要專業(yè)軟件支撐能力和水平。
正視差距覆蓋，砥礪前行
測風(fēng)傳感器及儀器同其它科學(xué)儀器一樣，和發(fā)達(dá)國家相比研究，依然差距巨大重要意義，特別是好的測試儀器。造成巨大差距的原因是多方面的深化涉外，也很復(fù)雜體系，有歷史原因、戰(zhàn)略失策開展試點、意識(shí)落后攜手共進、外部沖擊等等。下面用令人痛惜的激光多普勒測速儀為例推進一步，就能體會(huì)到我們究竟錯(cuò)失了多少機(jī)遇：1964經過，哥倫比亞大學(xué)將頻移用于測速，提出人實(shí)為留美華人葉寅力度，其父葉楷也是清華大學(xué)教授明確了方向。1971 DISA(丹麥丹迪DANTEC公司前身)推出LDA（Laser Doppler Anemometry ）激光多普勒測速儀。幾乎同步的1973年底勇探新路，清華大學(xué)與寧夏銀河儀表廠正式合作開發(fā)多普勒測速儀單產提升，1975年6月，正式樣機(jī)研制成功試驗，并生產(chǎn)了5臺(tái)成品勞動精神。但后來，丹麥丹迪公司的產(chǎn)品走向了世界製度保障，而中國的激光多普勒測速儀止步于清華大學(xué)的校內(nèi)博物館預下達。
丹麥多普勒測試儀樣機(jī)
現(xiàn)存于清華大學(xué)校內(nèi)博物館的多普勒測試儀樣機(jī)
探究主流測風(fēng)技術(shù)的演進(jìn)與產(chǎn)品的迭代發(fā)展，回溯前輩們拼搏的崢嶸歲月以及途中遭遇的挫折坎坷統籌推進，這對于本土科儀人而言方案，無疑是一種強(qiáng)勁的激勵(lì)，更是深刻的警示了解情況。知曉差距與不足后深入，激發(fā)出奮進(jìn)的勇氣，本土科儀人正以堅(jiān)定的步伐運行好，全力開拓一條特色的發(fā)展之路首次，在這條充滿挑戰(zhàn)的征程中可能性更大，持續(xù)磨礪，勇往直前搖籃，絕不停歇技術。
