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轉杯風速計

鎖定
轉杯風速計最早由英國魯賓孫發明,當時是四杯,後來改用三杯。三個互成度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面,整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉,其轉速正比於風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄
中文名
轉杯風速計
外文名
cup anemometer
發明者
英國魯賓孫
組    成
三、四個同向凹面半球組成
計數方式
電觸點、測速發電機或光電計數器
其他風速計
熱線風速計、超聲波風速計

轉杯風速計相關介紹

轉杯風速計 轉杯風速計
轉杯風速計最早由英國魯賓孫發明,當時是四杯,後來改用三杯。三個互成度固定在架上的拋物形或半球形的空杯都順一面,整個架子連同風杯裝在一個可以自由轉動的軸上。在風力的作用下風杯繞軸旋轉,其轉速正比於風速。轉速可以用電觸點、測速發電機或光電計數器等記錄。轉杯風速計的感應部分是一個固定在轉軸上的感應風的組件。常見的有風杯式風速計、螺旋槳式風速計、平板葉片組風速計等。 [1] 

轉杯風速計工作原理

轉杯風速計由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。
當風從左方吹來時,風杯1與風向平行,風對風杯1的壓力在最直於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,其凹面迎着風,承受的風壓最大;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,由於風杯2與風杯3在垂直於風杯軸方向上的壓力差,而使風杯開始順時針方向旋轉,風速越大,起始的壓力差越大,產生的加速度越大,風杯轉動越快。
風杯開始轉動後,由於杯2順着風的方向轉動,受風的壓力相對減小,而杯3迎着風以同樣的速度轉動,所受風壓相對增大,風壓差不斷減小,經過一段時間後(風速不變時),作用在三個風杯上的分壓差為零時,風杯就變作勻速轉動。這樣根據風杯的轉速(每秒鐘轉的圈數)就可以確定風速的大小。
轉杯風速計 轉杯風速計
當風杯轉動時,帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉動,通過電路得到與風杯轉速成正比的脈衝信號,該脈衝信號由計數器計數,經換算後就能得出實際風速值。目前新型轉杯風速表均是採用三杯的,並且錐形杯的性能比半球形的好,當風速增加時轉杯能迅速增加轉速,以適應氣流速度,風速減小時,由於慣性影響,轉速卻不能立即下降,旋轉式風速表在陣性風裏指示的風速一般是偏高的成為過高效應(產生的平均誤差約為10%) [2] 

轉杯風速計其他風速計類型

常用的風速計類型還有:利用被加熱物體的散熱率與風速相關原理製成的熱線風速計;利用聲波傳佈速度受風速影響因而增加和減低原理製成的超聲波風速表。 [2] 
參考資料
  • 1.    萬建武編著.《空氣調節 》:科學出版社,2006
  • 2.    張靄琛.現代氣象觀測:北京大學出版社,2015