Wprowadzenie do zasady termoczułych sond anemometrów
Podstawową zasadą działania anemometru jest umieszczenie cienkiego metalowego drutu w cieczy i podgrzanie drutu prądem elektrycznym, aby jego temperatura była wyższa niż temperatura cieczy. Dlatego anemometr z drutu metalowego nazywany jest „gorącym drutem”. Kiedy płyn przepływa przez metalowy drut w kierunku pionowym, odbiera część ciepła z drutu, powodując spadek temperatury drutu. Zgodnie z teorią wymuszonej konwekcji wymiany ciepła można wywnioskować, że istnieje związek pomiędzy ciepłem oddawanym przez gorący drut Q a prędkością v płynu. Standardowa sonda z gorącym drutem składa się z dwóch wsporników napiętych krótkim i cienkim metalowym drutem. Druty metalowe są zwykle wykonane z metali o wysokiej temperaturze topnienia i dobrej ciągliwości, takich jak platyna, rod i wolfram. Powszechnie stosowana średnica drutu wynosi 5 μm. długość 2mm; Mała średnica sondy wynosi tylko 1 μm. Długość wynosi 0,2 mm.
W zależności od różnych celów, sondę z gorącym drutem można również wykonać w postaci drutu podwójnego, potrójnego, ukośnego, w kształcie litery V, w kształcie litery X itp. W celu zwiększenia wytrzymałości zamiast drutu metalowego czasami stosuje się folię metalową i Cienka warstwa metalu jest zwykle natryskiwana na izolowane termicznie podłoże, zwane sondą z gorącą folią, jak pokazano na rysunku 2.2. Sonda z gorącym drutem musi zostać skalibrowana przed użyciem. Kalibracja statyczna przeprowadzana jest w specjalistycznym standardowym tunelu aerodynamicznym, mierząc zależność pomiędzy prędkością przepływu a napięciem wyjściowym i rysując krzywą standardową; Kalibrację dynamiczną przeprowadza się w znanym pulsującym polu przepływu lub poprzez dodanie pulsującego sygnału elektrycznego do obwodu grzewczego anemometru w celu sprawdzenia odpowiedzi częstotliwościowej anemometru z gorącym drutem. Jeśli charakterystyka częstotliwościowa jest słaba, można zastosować odpowiednie obwody kompensacyjne, aby ją poprawić.
Zakres pomiarowy prędkości przepływu od {{0}} do 100m/s można podzielić na trzy części: mała prędkość: 0 do 5m/s; Średnia prędkość: 5 do 40 m/s; Wysoka prędkość: 40 do 100 m/s. Termoczuła sonda anemometru służy do pomiarów w zakresie od 0 do 5 m/s; Sonda obrotowa anemometru idealnie sprawdza się przy pomiarze prędkości przepływu w zakresie od 5 do 40m/s; Stosując rurkę Pitota, wyniki można uzyskać w zakresie dużych prędkości. Dodatkowym standardem prawidłowego doboru czujnika natężenia przepływu anemometru jest temperatura, która jest zwykle wykorzystywana przez czujnik termiczny anemometru w temperaturach około plus -70C. Sonda rotora specjalnie zaprojektowanego anemometru może osiągnąć temperaturę 350C. Rurki Pitota stosuje się w temperaturach powyżej plus 350°C.
Termoczuła sonda anemometru
Zasada działania termoczułej sondy anemometru opiera się na działaniu zimnego strumienia powietrza, który odbiera ciepło z elementu termicznego. Za pomocą przełącznika regulacyjnego temperatura jest utrzymywana na stałym poziomie, a prąd regulacyjny jest proporcjonalny do natężenia przepływu. W przypadku stosowania sondy termoczułej w warunkach turbulencji przepływ powietrza ze wszystkich kierunków jednocześnie oddziałuje na element termiczny, co może mieć wpływ na dokładność wyników pomiaru. Podczas pomiaru w turbulencji odczyt czujnika prędkości przepływu anemometru termicznego jest często wyższy niż odczyt sondy obrotowej. Powyższe zjawiska można zaobserwować podczas pomiarów rurociągów. Według różnych projektów zarządzania turbulencjami rurociągu mogą one wystąpić nawet przy małych prędkościach. Dlatego też proces pomiaru anemometrem należy przeprowadzić na prostym odcinku rurociągu. Punkt początkowy odcinka prostego powinien znajdować się co najmniej 10 razy przed punktem pomiarowym × D (D=średnica rurociągu w CM); Punkt końcowy powinien znajdować się co najmniej 4 razy za punktem pomiarowym × Lokalizacja D. Przekrój poprzeczny płynu nie może być przeszkodą. (krawędzie, zwisy, obiekty itp.)
Zasada działania sondy obrotowej anemometru opiera się na przetwarzaniu obrotu na sygnał elektryczny. Najpierw przechodzi przez czujnik zbliżeniowy, aby „policzyć” obroty koła obrotowego i wygenerować serię impulsów. Następnie jest on konwertowany i przetwarzany przez detektor w celu uzyskania wartości prędkości. Sonda anemometru o dużej średnicy (60 mm, 100 mm) nadaje się do pomiaru turbulencji przy średnich i małych natężeniach przepływu (np. na wylotach rurociągów). Sonda małego kalibru anemometru jest bardziej odpowiednia do pomiaru przepływu powietrza o polu przekroju poprzecznego większym niż 100-krotność głowicy eksploracyjnej.
