啟動風速

啟動風速（starting threshold of win velocity) ，風杯式或螺旋槳式葉輪的初始轉速或靈敏度（也叫靈敏度閾），取決於旋轉軸上的摩擦力矩和連線到該軸上的一次轉換器的負荷力矩之和。

現用於風速觀測的主要有風杯式、超音波式 、都卜勒頻移式風速感測器。以下描述的是普遍使用的風杯式風速感測器。

基本介紹

• 中文名：啟動風速
• 外文名：starting threshold of win velocity
• 別稱：起動風速
• 釋義：使風杯開始連續轉動的最低速度

啟動風速的測量

在數量上初始靈敏度用空氣流的速度值Vh來度量，在Vh的情況下，空氣動力力矩等於旋轉軸上的摩擦和負荷力矩。Vh就是起動風速。要確定這些力矩的平衡是比較困難的，實際上是把在風洞實驗中葉輪開始旋轉的瞬間空氣流的速度值作為起勁風速。其實這一速度比真正的初始靈敏度要大一些。更精確的起動風速值，要用升速時開始旋轉的瞬間和減速時停止旋轉的瞬間的氣流速度值的算術平均來求得。旋轉式風速計的起動風速一般為0．5~2．0m/s左右。因而在測量更低的風速時，最好使用與起動風速無關的熱線風速表或超聲波風速表。

杯式風速感測器

啟動風速測量原理

杯式風速感測器中，風杯組件由3個半球形或拋物錐形的空心杯殼構成，並固定在互成120°的支架上。風杯的凹面順著一個方向排列，可在風壓的作用下旋轉。杯式風速感測器的旋轉軸上存在摩擦力，使風杯恰好克服該摩擦力，由靜止恰好變為連續轉動時的最低氣流速度稱為杯式風速感測器的啟動風速。

實際使用中的問題

（1） 感測器安裝在海邊等地區，受腐蝕性海風的影響，軸承容易被腐蝕，出現卡頓現象；

（2） 感測器安裝在酸雨頻發地區，容易出現儀器鏽蝕，風杯旋轉不暢；

（3） 感測器在溫度較低環境下，軸承內機油冷凍，導致風杯無法旋轉。

影響因素試驗數據及分析

此處影響因素試驗為海風、酸雨和沙塵三方面的測試。

試驗1 ：測試海風對風速感測器啟動風速的影響。取下廣西北海潿洲島自動氣象站的風速感測器和全新出廠的風速感測器作啟動風速對比試驗。廣西北海潿洲島自動氣象站位於海島上，常年受海風影響。

試驗2 ：測試酸雨對風速感測器啟動風速的影響。為了排除酸雨以外的因素對本試驗的影響，本文採用給風速感測器澆淋弱酸性液體的方法，模擬酸雨環境。每個月給同一個全新風速感測器澆淋弱酸性液體一次，持續半年。將此感測器作為受酸雨影響的風速感測器與全新風速感測器作啟動風速對比試驗。

試驗 3 ：測試沙塵對風速感測器啟動風速的影響。取下廣西桂林柘木鄉自動氣象站的風速感測器和全新出廠的風速感測器作啟動風速對比試驗。廣西桂林柘木鄉自動氣象站位於市郊的鄉村道路旁，常年受道路沙塵、霾的影響。

試驗1 、2、3在不同時段進行試驗，互不關聯。同一試驗內，兩個風速感測器在相近的時段內測試，以求令其處於一致的測量環境。同一試驗內的一個風速感測器獲得一組數據後，更換另一感測器。如此循環5回，獲得兩個風速感測器 5 組對比測量數據。

受惡劣探測環境影響的風速感測器啟動風速值，比全新出廠風速感測器啟動風速值約高1~3倍。其中，受海風和酸雨影響的風速感測器啟動風速約為1.5m/s和1.0m/s ，全新風速感測器啟動風速約為0.5m/s 。受海風和酸雨影響的風速感測器啟動風速之所以大於全新風速感測器，在於海風的風力大、濕度大、含鹽鹼量高，酸雨帶有酸性物質，它們對鐵鋁合金製成的風速感測器有較強的腐蝕性。近距離轉動海邊取下的風速感測器，能夠聽到有磨損後的異響。觀察受酸雨影響的風速感測器，能夠看到一些間隙有鏽蝕。長期的腐蝕環境，增大了風速感測器軸承等風速感測器轉動系統的摩擦係數，令受海風影響和酸雨影響的風速感測器啟動風速偏大。

受沙塵影響的風速感測器啟動風速約1.0m/s，大於全新風速感測器的啟動風速。觀察受沙塵影響的風速感測器，其外表面附著有沙塵沉積後的污垢。風速感測器風杯的旋轉，並不是處於一個完全密閉的環境。沙塵勢必會進入風速感測器的轉動系統，沙塵沉積後的污垢，讓部分轉動點不夠順暢，增大了受沙塵影響的風速感測器啟動風速。

實驗數據

解決方法

為了獲得更準確的風速氣象資料，可以做兩方面工作： ① 對探測環境較差的自動氣象站啟動風速氣象資料作出定性修正。 ② 加強探測環境較差自動氣象站的計量校準和儀器維護。