日本加野風(fēng)速儀6531的基本原理是在流體中放入一根細(xì)金屬絲，用電流加熱金屬絲，使其溫度高于流體溫度。當(dāng)流體沿垂直方向流過導(dǎo)線時(shí)，會(huì)帶走導(dǎo)線的部分熱量，降低導(dǎo)線的溫度。根據(jù)強(qiáng)制對(duì)流換熱理論，可以推導(dǎo)出失熱Q與流體速度V的關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)的專用線探頭由兩個(gè)支架和一根又短又細(xì)的金屬線組成。金屬絲通常由鉑、銠、鎢等熔點(diǎn)高、延展性好的金屬制成。為了增加強(qiáng)度，有時(shí)用金屬膜代替金屬線。通常，在絕熱基板上噴涂一層薄金屬膜，稱為熱膜探針。專用線探頭在使用前必須經(jīng)過校準(zhǔn)。在專用標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞中進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，測(cè)量流速與輸出電壓的關(guān)系，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；在已知的脈動(dòng)流場(chǎng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，或在風(fēng)速計(jì)的加熱電路中加入脈動(dòng)電信號(hào)來驗(yàn)證專用風(fēng)速計(jì)的頻率響應(yīng)。如果頻響較差，可以通過相應(yīng)的補(bǔ)償電路來改善。
測(cè)速范圍0～100M/s可分為三段：低速：0～5m/S；中速：5～40m/S；高速：40～100M/s。風(fēng)速計(jì)的熱探頭用于測(cè)量0到5m/S；風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)輪探頭測(cè)量流速為5～40m/s，效果理想；使用皮托管可以在高速范圍內(nèi)取得良好的效果。正確選擇風(fēng)速計(jì)速度探頭的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是溫度。一般風(fēng)速計(jì)熱敏傳感器的使用溫度在±70℃左右。專用風(fēng)速計(jì)的轉(zhuǎn)輪探頭可達(dá)到350C。皮托管在+350C以上使用。
根據(jù)日本加野風(fēng)速儀6531測(cè)量原理，主要有差壓式、葉輪式和熱球式三種。
1、差壓式是流體力學(xué)中測(cè)量流速的經(jīng)典方法。它主要依靠皮托管和差壓計(jì)測(cè)量動(dòng)壓，然后根據(jù)伯努利方程計(jì)算流速。該方法具有檢出限低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)對(duì)流場(chǎng)的均勻性要求較高。在環(huán)境中測(cè)量時(shí)，由于流場(chǎng)不均勻，很容易出現(xiàn)不準(zhǔn)確的情況。因此，壓差法主要用于測(cè)量風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)速。
2、熱球式的主要原理是探頭設(shè)定恒溫，空氣流過探頭后帶走熱量。此時(shí)，探頭將被加熱到設(shè)定溫度。在這個(gè)過程中，儀器將采集電信號(hào)，并相應(yīng)地轉(zhuǎn)換風(fēng)速。該方法具有靈敏度高、測(cè)量范圍大、對(duì)環(huán)境測(cè)量適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是探頭中連接熱球的鉑絲比較脆弱。如果使用不小心，很容易造成探頭損壞，無法修復(fù)。
3、葉輪類型主要依靠風(fēng)來旋轉(zhuǎn)葉輪并產(chǎn)生電磁信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是儀器比較耐用，常用于長期測(cè)量。氣象觀測(cè)中使用的三杯日本加野風(fēng)速儀6531相同，但缺點(diǎn)是靈敏度稍差。
