Wybór sondy i zastosowanie anemometrów
I. Dobór sond do anemometrów
Zwykle istnieją trzy metody pomiaru prędkości wiatru: sonda termiczna, sonda wirnikowa i Bittor. Jak możemy wybrać najbardziej odpowiedni instrument do pomiaru prędkości wiatru? Do jakich zastosowań nadaje się każda z tych trzech metod pomiaru?
W zakresie pomiaru prędkości przepływu od {{0}} do 100m/s możemy podzielić na trzy strefy: niska prędkość: 0 do 5m/s; prędkość średnia: 5 do 40m/s; duża prędkość: 40 do 100 m/s. Sonda termiczna anemometru służy do pomiaru prędkości od 0 do 5 m/s; sonda wirnikowa anemometru najlepiej sprawdza się w pomiarze prędkości przepływu od 5 do 40m/s; a zastosowanie rurki Pitota pozwala uzyskać najlepsze wyniki w zakresie dużych prędkości.
1. Sondy termiczne zapewniają dokładne pomiary prędkości wiatru w zakresie od 0 do 30 m/s.
2. Sonda wirnika może wybrać średnicę wirnika, różne rozmiary wirnika mają różne zastosowania. Tak jak przy wyborze wirnika o średnicy 100 mm, można zmierzyć okrągły obszar o średnicy 100 mm średniej prędkości wiatru. Dodatkowo do pokrywy można przymocować także sondę wirnikową, uzyskując efekt pomiaru objętości powietrza w małych wylotach.
3. Bitou jest powszechnie używany do pomiaru prędkości wiatru w rurociągu, odpowiedni dla dużych prędkości wiatru, generalnie nie zaleca się stosowania Bitou z prędkością wiatru mniejszą niż 5 m/s.
Dodatkowym kryterium prawidłowego doboru sond anemometrycznych jest temperatura: zwykle czujnik termiczny anemometrów stosowany jest w temperaturach około -20~70˚C. Zwykłe sondy wirnikowe są również używane w temperaturach około -20~70˚C, ale sondy wirnikowe mogą być specjalnie wykonane tak, aby wytrzymywały temperatury do 350˚C. Rurki Pitota mają najszerszy zakres temperatur, a nawet najbardziej popularne sondy wytrzymują temperatury do 600˚C.
Zasada działania różnych anemometrów
1. Sondy termiczne do anemometrów
Sondy termiczne opierają się na tym, że przepływ powietrza szoku zimnego odprowadza ciepło z elementu termicznego za pomocą przełącznika regulacyjnego, który utrzymuje stałą temperaturę, wówczas prąd regulacyjny jest proporcjonalny do natężenia przepływu. W przypadku stosowania sondy termicznej przy przepływie turbulentnym, prądy powietrza ze wszystkich kierunków jednocześnie uderzają w element termiczny, co wpływa na dokładność wyników pomiaru.
Podczas pomiaru w turbulencji czujnik natężenia przepływu z anemometrem termicznym ma tendencję do wskazywania wyższej wartości niż sonda wirnikowa. Powyższe zjawisko można zaobserwować podczas pomiarów kanałowych. W zależności od różnych konstrukcji zastosowanych do zarządzania turbulencjami w kanałach, mogą one wystąpić nawet przy niskich prędkościach. Dlatego też proces pomiaru anemometrem należy prowadzić na prostym odcinku przewodu. Punkt początkowy odcinka prostego powinien znajdować się co najmniej 10 x D (D=średnicy rury w CM) przed punktem pomiarowym; punkt końcowy powinien znajdować się co najmniej 4 x D za punktem pomiarowym. Sekcja płynowa nie może być w żaden sposób zasłonięta. (narożniki, ciężkie zwisy, przedmioty itp.)
2. Sonda wirnika anemometru
Zasada działania sondy wirnikowej anemometru opiera się na konwersji obrotów na sygnały elektryczne, najpierw poprzez cewkę zbliżeniową, obroty wirnika „zliczają” i generują serię impulsów, a następnie przetwarzają je i przetwarzają przez detektor, może uzyskać wartość prędkości obrotowej. Sondy anemometrów o dużej średnicy (60mm, 100mm) nadają się do pomiaru przepływów turbulentnych o małych i średnich prędkościach (np. na wylocie rurociągów). Sondy anemometrów o małej średnicy są bardziej odpowiednie do pomiaru przepływu powietrza w kanałach, których przekrój jest ponad 100-krotność pola przekroju poprzecznego sondy.
