皮托管风速计（Pitot tube anemometer）是一种利用流体动压原理测量气体流速（最常见是风速）或液体流速的仪器。

核心原理（基于伯努利方程）

1. 动压管： 指向气流方向开口。它能感受气流总压或滞止压力，即静压 + 动压。当气流冲击到管口时，速度降为零，动能转化为压力能。
2. 静压管： 通常是在同一根管上开在侧面垂直于气流方向的孔，或者是一个独立的、不干扰气流的开口。它感受气流的静压（流体本身具有的压力）。
3. 差压测量： 皮托管通过内部或外部的管道，将动压管和静压管连接到差压计（如压力传感器、U形管压力计、膜盒压力计）。差压计测量两者之间的压力差，这个压差称为动压。

关键公式

根据伯努利方程简化后的关系式： 动压 (q) = 1/2 * ρ * v² 其中：

• q = 动压（即测得的差压）
• ρ = 流体密度（空气密度）
• v = 流体流速（即需要测量的风速）

计算流速

由上述公式变换得到： v = √(2q / ρ)

因此，只要测量出动压 q 并知道流体的密度 ρ，就可以计算出流速 v。

主要特点

• 结构相对简单可靠： 通常只有一根或一组金属管，没有高速旋转的脆弱部件。
• 测量范围较广： 常用于中高速气体或液体流速测量。在飞机上应用最为经典。
• 需要知道流体密度： 密度数据对计算结果至关重要，空气密度受温度、压力、湿度影响较大，需要相应的补偿或修正。
• 对安装方向敏感： 动压管开口必须准确对准气流方向，否则测量误差会显著增大。
• 低速测量不精确： 在流速很低时（如低于5 m/s），动压值非常小，难以精确测量，导致误差增大。
• 可能被堵塞： 开口较小，在测量不洁净气体时（如含有灰尘、水滴、颗粒等）容易被堵塞。
• 需要额外设备： 必须配合精确的差压计和可能的密度测量或修正系统使用。

应用领域

• 航空： 飞机空速表的核心传感器（通常与静压孔配合使用）。
• 通风空调（HVAC）： 测量管道内或风口的风速。
• 工业过程控制： 监测烟囱排放、管道气体流速、燃烧炉空气流速等。
• 气象： 适用于较高风速测量的气象站。
• 流体力学研究： 风洞、水洞实验中的基础测速手段。
• 汽车： 发动机进气流量测量（有时使用皮托管阵列）。
• 水处理厂： 管道或明渠中的水流速测量。

总结

皮托管风速计通过测量流体冲击产生的动压差来推算流速。其核心优势在于结构可靠、适用于中高速测量（尤其在航空领域是标准配置），但精度依赖于正确的安装方向、精确的差压测量、准确的流体密度以及对堵塞的预防。在需要测量干净气流/液流的中高速度时，它是一种经典而有效的解决方案。