Εισαγωγή στην αρχή των θερμοευαίσθητων ανιχνευτών για ανεμόμετρα
Η βασική αρχή ενός ανεμόμετρου είναι να τοποθετεί ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα σε ένα ρευστό και να θερμαίνει το σύρμα με ηλεκτρικό ρεύμα για να κάνει τη θερμοκρασία του υψηλότερη από τη θερμοκρασία του ρευστού. Επομένως, το ανεμόμετρο από μεταλλικό σύρμα ονομάζεται "θερμό σύρμα". Όταν το ρευστό ρέει μέσα από το μεταλλικό σύρμα σε κατακόρυφη κατεύθυνση, θα αφαιρέσει μέρος της θερμότητας από το σύρμα, προκαλώντας μείωση της θερμοκρασίας του σύρματος. Σύμφωνα με τη θεωρία της ανταλλαγής θερμότητας με εξαναγκασμένη συναγωγή, μπορεί να εξαχθεί ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της θερμότητας που διαχέεται από το θερμό σύρμα Q και της ταχύτητας v του ρευστού. Ένας τυπικός αισθητήρας θερμού σύρματος αποτελείται από δύο βραχίονες που τεντώνονται με ένα κοντό και λεπτό μεταλλικό σύρμα. Τα μεταλλικά σύρματα κατασκευάζονται συνήθως από μέταλλα με υψηλά σημεία τήξης και καλή ολκιμότητα, όπως πλατίνα, ρόδιο και βολφράμιο. Η διάμετρος του σύρματος που χρησιμοποιείται συνήθως είναι 5 μ m. Μήκος 2 mm; Η μικρή διάμετρος του ανιχνευτή είναι μόνο 1 μ m. Το μήκος είναι 0.2mm.
Σύμφωνα με διαφορετικούς σκοπούς, ο αισθητήρας θερμού σύρματος μπορεί επίσης να κατασκευαστεί σε διπλό σύρμα, τριπλό σύρμα, λοξό σύρμα, σε σχήμα V, σε σχήμα Χ, κ.λπ. Για να αυξηθεί η αντοχή, χρησιμοποιείται μερικές φορές μεταλλική μεμβράνη αντί για μεταλλικό σύρμα και ένα λεπτό μεταλλικό φιλμ ψεκάζεται συνήθως σε ένα θερμικά μονωμένο υπόστρωμα, που ονομάζεται ανιχνευτής θερμού φιλμ, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.2. Ο αισθητήρας θερμού σύρματος πρέπει να βαθμονομηθεί πριν από τη χρήση. Η στατική βαθμονόμηση πραγματοποιείται σε μια εξειδικευμένη τυπική αεροσήραγγα, μετρώντας τη σχέση μεταξύ ταχύτητας ροής και τάσης εξόδου και σχεδιάζοντας μια τυπική καμπύλη. Η δυναμική βαθμονόμηση πραγματοποιείται σε ένα γνωστό πεδίο παλμικής ροής ή με την προσθήκη ενός παλμικού ηλεκτρικού σήματος στο κύκλωμα θέρμανσης του ανεμόμετρου για να επαληθευτεί η απόκριση συχνότητας του ανεμόμετρου θερμού καλωδίου. Εάν η απόκριση συχνότητας είναι κακή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντίστοιχα κυκλώματα αντιστάθμισης για τη βελτίωσή της.
Το εύρος μέτρησης της ταχύτητας ροής από {{0}} έως 100 m/s μπορεί να χωριστεί σε τρεις ενότητες: χαμηλή ταχύτητα: 0 έως 5 m/s. Μέση ταχύτητα: 5 έως 40 m/s. Υψηλή ταχύτητα: 40 έως 100 m/s. Ο θερμοευαίσθητος καθετήρας του ανεμόμετρου χρησιμοποιείται για μετρήσεις από 0 έως 5 m/s. Ο περιστροφικός καθετήρας του ανεμόμετρου έχει ιδανικό αποτέλεσμα στη μέτρηση ταχυτήτων ροής που κυμαίνονται από 5 έως 40 m/s. Με τη χρήση ενός σωλήνα pitot, τα αποτελέσματα μπορούν να ληφθούν εντός εύρους υψηλής ταχύτητας. Ένα πρόσθετο πρότυπο για τη σωστή επιλογή του ανιχνευτή ρυθμού ροής ενός ανεμόμετρου είναι η θερμοκρασία, η οποία χρησιμοποιείται συνήθως από τον θερμικό αισθητήρα του ανεμόμετρου σε θερμοκρασίες περίπου συν -70C. Ο αισθητήρας ρότορα του ειδικά σχεδιασμένου ανεμόμετρου μπορεί να φτάσει τους 350C. Οι σωλήνες Pitot χρησιμοποιούνται για θερμοκρασίες πάνω από + 350C.
Θερμοευαίσθητος καθετήρας ανεμόμετρου
Η αρχή λειτουργίας του θερμοευαίσθητου καθετήρα του ανεμόμετρου βασίζεται στη ροή αέρα ψυχρής πρόσκρουσης που αφαιρεί τη θερμότητα στο θερμικό στοιχείο. Με τη βοήθεια ενός ρυθμιστικού διακόπτη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή και το ρυθμιστικό ρεύμα είναι ανάλογο του ρυθμού ροής. Όταν χρησιμοποιείται ένας θερμοευαίσθητος καθετήρας σε αναταράξεις, η ροή αέρα από όλες τις κατευθύνσεις επηρεάζει ταυτόχρονα το θερμικό στοιχείο, το οποίο μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Κατά τη μέτρηση σε αναταράξεις, η ένδειξη του αισθητήρα ταχύτητας ροής του θερμικού ανεμόμετρου είναι συχνά υψηλότερη από αυτή του περιστροφικού καθετήρα. Τα παραπάνω φαινόμενα μπορούν να παρατηρηθούν κατά τη μέτρηση του αγωγού. Σύμφωνα με διαφορετικούς σχεδιασμούς για τη διαχείριση των αναταράξεων του αγωγού, 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 ευθύγραμμου τμήματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 φορές πριν από το σημείο μέτρησης × D (D=διάμετρος αγωγού, σε CM). Το τελικό σημείο πρέπει να είναι τουλάχιστον 4 μετά το σημείο μέτρησης × Θέση D. Η διατομή του υγρού δεν πρέπει να έχει κανένα εμπόδιο. (άκρες, προεξοχές, αντικείμενα κ.λπ.)
Η αρχή λειτουργίας του περιστροφικού καθετήρα του ανεμόμετρου βασίζεται στη μετατροπή της περιστροφής σε ηλεκτρικό σήμα. Πρώτον, διέρχεται από μια αρχή ανίχνευσης εγγύτητας για να «μετρήσει» την περιστροφή του περιστροφικού τροχού και να δημιουργήσει μια σειρά παλμών. Στη συνέχεια, μετατρέπεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία από τον ανιχνευτή για να ληφθεί η τιμή ταχύτητας. Ο καθετήρας μεγάλης διαμέτρου του ανεμόμετρου (60mm, 100mm) είναι κατάλληλος για τη μέτρηση στροβιλισμού σε μεσαίες και μικρές ταχύτητες ροής (όπως σε εξόδους αγωγών). Ο ανιχνευτής μικρού διαμετρήματος του ανεμόμετρου είναι πιο κατάλληλος για τη μέτρηση της ροής αέρα με επιφάνεια διατομής μεγαλύτερη από 100 φορές εκείνη της κεφαλής εξερεύνησης.
