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螺旋桨风速传感器工作原理

螺旋桨风速传感器由叶片、传感器轴、传感器支架及磁感应线圈等组成。它利用流动空气的动能来推动传感器的叶轮旋转，通过检测转速求出流过末端装置的空气流速。螺旋桨风速传感器通常有多片叶片，传感器支架内侧设置永久磁铁，在不旋转的螺旋桨支架内侧的轴上设置一个干簧管（或感应线圈）做固定磁极，当永久磁铁靠近干簧管时形成的磁场使簧片磁化，簧片的接点部分就感应出极性相反的磁极，当吸引力大于弹簧的弹力时，接点就会吸合；当永久磁铁离开干簧管，磁力较小到一定程度时，接点被弹簧的弹力断开。当叶片旋转时，固定磁极就可根据其感知的磁力变化，测出单位时间内的叶轮旋转次数，从而根据传感器旋转次数与风速的关系计算出流过末端装置的风速。下图是干簧管式叶轮风速传感器。

干簧管式叶轮风速传感器

测速时，将风速传感器探头与来流方向垂直，叶片在来流的作用下转动并由传感器将转速信号输出到纪录表进行读数。叶轮风速传感器属于机械式测速设备，它不受重力的影响，可安装在任何位置并通过叶轮的转向识别气体流向。叶轮风速传感器可靠性高，不像毕托管测压孔可能被颗粒堵塞而失去测速作用。但是，叶片的形状和表面光洁度，转子的质量以及转子轴承的阻力均影响其测量性能。轴承阻力降低了仪器的灵敏度。目前，叶轮风速传感器的可测速度下限为0.25m/s，叶片的材质通常为ABS塑料，在接触温度较高且具有一定腐蚀性的火灾烟气时极易损坏变形，因此，很少将叶轮风速传感器用于火灾环境下的测速。此外，叶片受力还与气流密度有关。常压下，气体密度随温度改变，因而当被测流体密度与标定流体不同时，必须对风速传感器进行温度补偿才能获得正确的检测结果。