Μέθοδοι Μέτρησης και Εφαρμογές Ανεμόμετρων και Θερμικών Ανεμομέτρων
Ένα όργανο για τη μέτρηση του ρυθμού ροής του αέρα. Υπάρχουν πολλοί τύποι του και ο συνήθως χρησιμοποιούμενος για μετεωρολογικούς σταθμούς είναι ένα ανεμόμετρο κύπελλου αέρα. Αποτελείται από τρία κενά κύπελλα παραβολικού κώνου στερεωμένα σε βραχίονα υπό γωνία 120 μοιρών μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα επαγωγικό τμήμα. Η κοίλη επιφάνεια του άδειου κυπέλλου είναι στην ίδια κατεύθυνση. Ολόκληρο το τμήμα αίσθησης είναι εγκατεστημένο σε έναν κατακόρυφο περιστρεφόμενο άξονα και υπό τη δράση του ανέμου, το κύπελλο ανέμου περιστρέφεται γύρω από τον άξονα με ταχύτητα ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου. Ένας άλλος τύπος περιστροφικού ανεμόμετρου είναι ένα ανεμόμετρο τύπου έλικα, το οποίο αποτελείται από μια προπέλα τριών ή τεσσάρων λεπίδων ως επαγωγικό εξάρτημα και εγκαθίσταται στο μπροστινό άκρο ενός ανεμοδείκτη για να ευθυγραμμιστεί με την κατεύθυνση του ανέμου ανά πάσα στιγμή. Τα πτερύγια περιστρέφονται γύρω από τον οριζόντιο άξονα με ταχύτητα ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου. Οι τύποι ανεμόμετρων που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν: ανεμόμετρα κατασκευασμένα με βάση την αρχή της συσχέτισης μεταξύ του ρυθμού απαγωγής θερμότητας του θερμαινόμενου αντικειμένου και της ταχύτητας του ανέμου. Ένα υπερηχητικό ανεμόμετρο κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας την αρχή της αύξησης και της μείωσης της ταχύτητας των ηχητικών κυμάτων λόγω της επίδρασης της ταχύτητας του ανέμου.
Επιλογή ανεμόμετρου ανιχνευτών
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 το ιδανικότερο αποτέλεσμα στη μέτρηση ταχυτήτων ροής που κυμαίνονται από 5 έως 40 m/s. Και η χρήση ενός σωλήνα pitot μπορεί να επιτύχει τα καλύτερα αποτελέσματα στην περιοχή 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. Οι συγκεκριμένες λεπτομέρειες έχουν ως εξής:
1. 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 θερμοευαίσθητος καθετήρας σε αναταράξεις, η ροή αέρα από όλες τις κατευθύνσεις επηρεάζει ταυτόχρονα το θερμικό στοιχείο, γεγονός που 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.)
2. Περιστροφικός καθετήρας ανεμόμετρου
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 αυτή της κεφαλής εξερεύνησης
