毕托管式风速传感器工作原理.docx

毕托管式风速传感器工作原理

1、毕托管风速检测原理

标准毕托管是一根弯成直角的金属细管，它由感测头、外管、内管、管柱与全压、静压引出导管等组成。下图是毕托管式风速传感器示意图。

毕托管式风速传感器示意图

在毕托管头部的顶端，迎着来流的内管开有一个小孔，小孔平面与流体流动方向垂直，在毕托管头部靠下游的地方，环绕外管管壁的外侧又开了多个小孔，流体流动的方向与这些小孔的孔面相切。顶端的小孔与侧面的小孔分别与两条互不相通的管路相连。进入毕托管顶端小孔的气流压力称为全压，而进入毕托管侧面小孔的气流压力是流体的静压，根据全压和静压的差值可求出动压，从而求出风速。用毕托管只能测量某一点处的流速，而流体在管道中流动时，同一截面上各点的流速各不相同。在变风量末端装置中，由于管道截面积较大，测量某一点的流速不能反映该截面的平均流速。实际上，常采用一种变形的毕托管即均速管来测量流经末端装置的风速，对被测截面上各测点的动压取平均值，求取平均流速。一般用于圆形管道，用一根细的管子插入变风量装置的入口，将被测截面分成若干区域，在每个区域中心位置的细管上开小孔作为测点，迎着气流方向，这些孔是全压测孔，同时，在另一根相同截面的细管的背流方向开一个或多个静压测压孔。

根据伯努利方程，测量流体的总压、静压即可求得流体的速度为：

式中：

Kp为速度校正系数；

ρ为流体密度，ρ=kg/m3；

p0为全压；

pj为静压。

一般情况下毕托管在使用之前需要进行标定，以确定速度校正系数，这一测量原理与孔板检测流量的方法相同。

2、适用范围

毕托管式风速传感器的测量范围为0Δp0.4kPa，当风速在4～16m/s范围内时可保证适当的测量精度。采用毕托管作为流速传感器，应满足下列要求：

被测流体的流速不能太小，一般要求其全压测孔处雷诺数大于200。

应避免毕托管对被测流体的干扰过大，保证毕托管的直径与被测管道的直径之比在0.04～0.09之间。

测量时应保证全压测孔迎着流体的流动方向，并使其轴线与流体流动方向一致。

防止测压孔堵塞。