Η αρχή του θερμικού καθετήρα του ανεμόμετρου
Η βασική αρχή ενός ανεμόμετρου είναι να τοποθετεί ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα σε ένα ρευστό, να εφαρμόζει ρεύμα για να θερμαίνει το σύρμα και 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 εξαναγκασμένης συναγωγής ανταλλαγής θερμότητας, μπορεί να προκύψει μια 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, βολφράμιο κ.λπ. Η διάμετρος του σύρματος που χρησιμοποιείται συνήθως είναι 5 μ m και το μήκος είναι 2 mm. Ο μικρός καθετήρας έχει διάμετρο μόνο 1 μ m και μήκος 0,2 mm.
Σύμφωνα με διαφορετικούς σκοπούς, ο αισθητήρας θερμού σύρματος μπορεί επίσης να κατασκευαστεί σε διπλό σύρμα, τριπλό σύρμα, διαγώνιο σύρμα, σε σχήμα V, σε σχήμα Χ, κ.λπ. Για να αυξηθεί η αντοχή, χρησιμοποιείται μερικές φορές μεταλλική μεμβράνη αντί για μεταλλικό σύρμα. Συνήθως, ένα λεπτό μεταλλικό φιλμ ψεκάζεται σε ένα θερμικά μονωμένο υπόστρωμα, που ονομάζεται ανιχνευτής θερμού φιλμ, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.2. Ο αισθητήρας ανοιχτής γραμμής 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 τραβώντας την σε μια τυπική καμπύλη. Η δυναμική βαθμονόμηση εκτελείται σε ένα γνωστό πεδίο παλμικής ροής ή με την προσθήκη ενός παλμικού ηλεκτρικού σήματος στο κύκλωμα θέρμανσης ενός 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 που κυμαίνονται από 0 έως 5 m/s. Ο περιστροφικός καθετήρας του ανεμόμετρου είναι ιδανικός για τη 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 επιπλέον κριτήριο για τη σωστή επιλογή του ανιχνευτή ταχύτητας ροής ενός ανεμόμετρου είναι η θερμοκρασία και συνήθως το εύρος θερμοκρασίας για τον θερμικό αισθητήρα ενός ανεμόμετρου είναι περίπου+-70C. Ο περιστροφικός αισθητήρας του ειδικά σχεδιασμένου ανεμόμετρου μπορεί να φτάσει έως και τους 350C. Οι σωλήνες Pitot χρησιμοποιούνται για θερμοκρασίες πάνω από+350C.
