Το ανεμόμετρο είναι ένα όργανο που μετρά την ταχύτητα του αέρα. Υπάρχουν πολλά είδη του. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σε μετεωρολογικούς σταθμούς είναι το ανεμόμετρο ανεμοκύπελλου. Αποτελείται από τρία κενά κύπελλα παραβολικού κώνου στερεωμένα στο στήριγμα σε γωνία 120 μοιρών μεταξύ τους για να σχηματίσουν το τμήμα αίσθησης. Οι κοίλες επιφάνειες των κενών κυπέλλων είναι όλες σε μία κατεύθυνση. Ολόκληρο το τμήμα επαγωγής είναι εγκατεστημένο σε έναν κατακόρυφο περιστρεφόμενο άξονα. Υπό τη δράση του ανέμου, το κύπελλο ανέμου περιστρέφεται γύρω από τον άξονα με ταχύτητα ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου. Σήμερα, ας παρουσιάσουμε τρία ανεμόμετρα:
1. Θερμικό ανεμόμετρο
Ένα ταχύμετρο που μετατρέπει ένα σήμα ταχύτητας ροής σε ηλεκτρικό σήμα και μπορεί επίσης να μετρήσει τη θερμοκρασία ή την πυκνότητα του υγρού. Η αρχή είναι ότι ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα (που ονομάζεται θερμό σύρμα) που θερμαίνεται με ηλεκτρισμό τοποθετείται στη ροή του αέρα και η απαγωγή θερμότητας του θερμού σύρματος στη ροή αέρα σχετίζεται με τον ρυθμό ροής και η διάχυση θερμότητας προκαλεί η αλλαγή θερμοκρασίας του θερμού καλωδίου για να προκαλέσει την αλλαγή αντίστασης και το σήμα του ρυθμού ροής μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα. Διαθέτει δύο τρόπους λειτουργίας: ①Σταθερή ροή. Το ρεύμα διαμέσου του θερμού σύρματος παραμένει αμετάβλητο και όταν αλλάζει η θερμοκρασία, αλλάζει η αντίσταση του θερμού σύρματος και έτσι αλλάζει η τάση στα δύο άκρα, μετρώντας έτσι τον ρυθμό ροής. ② Τύπος σταθερής θερμοκρασίας. Η θερμοκρασία του θερμού σύρματος διατηρείται σταθερή, όπως 150 μοίρες, και ο ρυθμός ροής μπορεί να μετρηθεί σύμφωνα με το ρεύμα που απαιτείται να εφαρμοστεί. Ο τύπος σταθερής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται ευρύτερα από τον τύπο σταθερής ροής.
Το μήκος του θερμού σύρματος είναι γενικά στην περιοχή από {{0}}.5 έως 2 mm, η διάμετρος είναι στην περιοχή από 1 έως 10 μικρά και το υλικό είναι πλατίνα, βολφράμιο ή πλατίνα-ρόδιο κράμα. Εάν χρησιμοποιείται μια πολύ λεπτή μεταλλική μεμβράνη (πάχος μικρότερο από 0,1 micron) για την αντικατάσταση του μεταλλικού σύρματος, πρόκειται για ανεμόμετρο θερμού φιλμ. Εκτός από τον συνηθισμένο τύπο μονού καλωδίου, το θερμό σύρμα μπορεί επίσης να είναι συνδυασμένος τύπος δύο συρμάτων ή τύπος τριών συρμάτων για τη μέτρηση των συνιστωσών της ταχύτητας προς όλες τις κατευθύνσεις. Το ηλεκτρικό σήμα εξόδου από το ζεστό καλώδιο ενισχύεται, αντισταθμίζεται και ψηφιοποιείται και στη συνέχεια εισάγεται στον υπολογιστή, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια μέτρησης, να ολοκληρώσει αυτόματα τη διαδικασία μετά την επεξεργασία των δεδομένων και να επεκτείνει τις λειτουργίες μέτρησης ταχύτητας, όπως η ταυτόχρονη ολοκλήρωση στιγμιαίας τιμή και χρόνος μέση τιμή, συνδυασμένη ταχύτητα και υπο-ταχύτητα, βαθμός αναταράξεων και άλλες παράμετροι αναταράξεων. Σε σύγκριση με τον σωλήνα pitot, το ανεμόμετρο θερμού σύρματος [1] έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους ανιχνευτή, της μικρής παρεμβολής στο πεδίο ροής, της γρήγορης απόκρισης και μπορεί να μετρήσει την ασταθή ταχύτητα ροής.
Όταν χρησιμοποιείτε θερμικούς ανιχνευτές σε τυρβώδη ροή, η ροή αέρα από όλες τις κατευθύνσεις χτυπά το θερμικό στοιχείο ταυτόχρονα, επηρεάζοντας την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Κατά τη μέτρηση σε τυρβώδη ροή, οι αισθητήρες ροής θερμικού ανεμόμετρου τείνουν να έχουν υψηλότερες ενδείξεις από τους ανιχνευτές ρότορα. Τα παραπάνω φαινόμενα μπορούν να παρατηρηθούν κατά τη μέτρηση του αγωγού. Ανάλογα με το σχέδιο που διαχειρίζεται τις αναταράξεις στο σωλήνα, μπορεί να συμβεί ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητες. Επομένως, η διαδικασία μέτρησης του ανεμόμετρου θα πρέπει να πραγματοποιείται στο ευθύ τμήμα του αγωγού. Το σημείο εκκίνησης του τμήματος της ευθείας γραμμής πρέπει να είναι τουλάχιστον 10×D πριν από το σημείο μέτρησης (D=διάμετρος σωλήνα, σε CM). το τελικό σημείο πρέπει να βρίσκεται τουλάχιστον 4×D πίσω από το σημείο μέτρησης. Το τμήμα υγρού δεν πρέπει να έχει κανένα εμπόδιο (άκρες, εκ νέου αναρτήσεις, αντικείμενα κ.λπ.).
2. Ανεμόμετρο φτερωτής
Η αρχή λειτουργίας του ανιχνευτή της πτερωτής του ανεμόμετρου βασίζεται στη μετατροπή της περιστροφής σε ηλεκτρικό σήμα, πρώτα μέσω μιας κεφαλής επαγωγής εγγύτητας, "μετρώντας" την περιστροφή της πτερωτής και δημιουργώντας μια σειρά παλμών και στη συνέχεια μετατρέπεται από τον ανιχνευτή για να ληφθεί η ταχύτητα. αξία. Ο καθετήρας μεγάλης διαμέτρου (60mm, 100mm) του ανεμόμετρου είναι κατάλληλος για τη μέτρηση τυρβώδους ροής με μέση και μικρή ταχύτητα ροής (όπως στην έξοδο του σωλήνα). Ο καθετήρας μικρής διαμέτρου του ανεμόμετρου είναι πιο κατάλληλος για τη μέτρηση της ροής αέρα του οποίου η περιοχή διατομής του σωλήνα είναι περισσότερο από 100 φορές μεγαλύτερη από την περιοχή διατομής του καθετήρα.
3. Ανεμόμετρο σωλήνα Pitot
Εφευρέθηκε από τον Γάλλο φυσικό H. Pitot τον 18ο αιώνα. Ο απλούστερος σωλήνας pitot έχει ένα λεπτό μεταλλικό σωλήνα με μια μικρή οπή στο άκρο ως σωλήνα οδήγησης πίεσης, ο οποίος μετρά τη συνολική πίεση του ρευστού προς την κατεύθυνση της δέσμης ροής. ένας άλλος οδηγός σωλήνας τραβιέται από το τοίχωμα του κύριου σωλήνα κοντά στο μπροστινό μέρος του λεπτού μεταλλικού σωλήνα. Πιέστε το σωλήνα και μετρήστε τη στατική πίεση. Το διαφορικό μανόμετρο συνδέεται με τους δύο σωλήνες καθοδήγησης πίεσης και η μετρούμενη πίεση είναι η δυναμική πίεση. Σύμφωνα με το θεώρημα του Bernoulli, η δυναμική πίεση είναι ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας ροής. Επομένως, ο ρυθμός ροής του ρευστού μπορεί να μετρηθεί με ένα σωλήνα pitot. Μετά τη δομική βελτίωση γίνεται συνδυασμένος σωλήνας pitot, δηλαδή σωλήνας pitot-στατικής πίεσης. Είναι ένας σωλήνας διπλής στρώσης λυγισμένος σε ορθή γωνία. Το εξωτερικό χιτώνιο και το εσωτερικό χιτώνιο είναι σφραγισμένα και υπάρχουν αρκετές μικρές τρύπες γύρω από το εξωτερικό χιτώνιο. Κατά τη μέτρηση, εισάγετε αυτό το χιτώνιο στη μέση του υπό δοκιμή σωλήνα. Το ακροφύσιο του εσωτερικού περιβλήματος είναι στραμμένο προς την κατεύθυνση της δέσμης ροής και το στόμιο της μικρής οπής γύρω από το εξωτερικό περίβλημα είναι ακριβώς κάθετο προς την κατεύθυνση της δέσμης ροής. Αυτή τη στιγμή, η ταχύτητα ροής του ρευστού σε αυτό το σημείο μπορεί να υπολογιστεί μετρώντας τη διαφορά πίεσης μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβλήματος. Οι σωλήνες Pitot χρησιμοποιούνται συχνά για τη μέτρηση της ταχύτητας των ρευστών σε σωλήνες και αεροσήραγγα, καθώς και για την ταχύτητα του ποταμού. Εάν η ταχύτητα ροής κάθε τμήματος μετράται σύμφωνα με τους κανονισμούς, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ρυθμού ροής του ρευστού στον αγωγό μετά την ενσωμάτωση. Ωστόσο, όταν το ρευστό περιέχει μικρή ποσότητα σωματιδίων, μπορεί να φράξει την οπή μέτρησης, επομένως είναι κατάλληλο μόνο για τη μέτρηση της ροής ρευστών χωρίς σωματίδια. Επομένως, ο σωλήνας pitot μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου και της ροής του ανέμου, η οποία είναι η αρχή του ανεμόμετρου σωλήνα pitot.
