Un anemometru este un instrument care măsoară viteza aerului. Există multe tipuri. Cel mai des folosit in statiile meteorologice este anemometrul cupa de vant. Este alcătuit din trei cupe goale conice parabolice fixate pe suport la 120 de grade unul față de celălalt pentru a forma partea de detectare. Suprafețele concave ale cupelor goale sunt toate într-o singură direcție. Întreaga parte a inducției este instalată pe un arbore vertical rotativ. Sub acțiunea vântului, cupa vântului se rotește în jurul arborelui cu o viteză proporțională cu viteza vântului. Astăzi, să introducem trei anemometre:
1. Anemometru termic
Un turometru care convertește un semnal de debit într-un semnal electric și poate măsura, de asemenea, temperatura sau densitatea fluidului. Principiul este că un fir metalic subțire (numit fir fierbinte) care este încălzit de electricitate este plasat în fluxul de aer, iar disiparea căldurii firului fierbinte în fluxul de aer este legată de debitul, iar disiparea căldurii cauzează schimbarea temperaturii firului fierbinte provoacă schimbarea rezistenței, iar semnalul debitului este convertit în semnal electric. Are două moduri de lucru: ①Debit constant. Curentul prin firul fierbinte rămâne neschimbat, iar atunci când temperatura se schimbă, rezistența firului fierbinte se modifică și astfel tensiunea la cele două capete se modifică, măsurând astfel debitul. ② Tip de temperatură constantă. Temperatura firului fierbinte este menținută constantă, cum ar fi 150 de grade, iar debitul poate fi măsurat în funcție de curentul necesar pentru a fi aplicat. Tipul cu temperatură constantă este utilizat mai pe scară largă decât tipul cu debit constant.
Lungimea firului fierbinte este în general în intervalul {{0}}, 5 până la 2 mm, diametrul este în intervalul 1 până la 10 microni, iar materialul este platină, wolfram sau platină-rodiu aliaj. Dacă o peliculă metalică foarte subțire (grosime mai mică de 0,1 microni) este utilizată pentru a înlocui firul metalic, acesta este un anemometru cu film fierbinte. Pe lângă tipul obișnuit cu un singur fir, firul fierbinte poate fi, de asemenea, un tip combinat cu două fire sau cu trei fire pentru a măsura componentele vitezei în toate direcțiile. Semnalul electric de ieșire de la firul fierbinte este amplificat, compensat și digitizat și apoi introdus în computer, ceea ce poate îmbunătăți acuratețea măsurării, poate finaliza automat procesul de post-procesare a datelor și poate extinde funcțiile de măsurare a vitezei, cum ar fi finalizarea simultană a instantanee. valoarea și valoarea medie a timpului, viteza combinată și subviteza, gradul de turbulență și alți parametri de turbulență. În comparație cu tubul Pitot, anemometrul cu fir fierbinte [1] are avantajele dimensiunii sondei mici, interferențe mici la câmpul de curgere, răspuns rapid și poate măsura viteza de curgere instabilă;
Când se utilizează sonde termice în flux turbulent, fluxul de aer din toate direcțiile lovește elementul termic simultan, afectând acuratețea rezultatelor măsurătorilor. Când se măsoară în debit turbulent, senzorii de debit cu anemometru termic tind să aibă indicații mai mari decât sondele cu rotor. Fenomenele de mai sus pot fi observate în timpul măsurării conductei. În funcție de designul care gestionează turbulențele din conductă, aceasta poate apărea chiar și la viteze mici. Prin urmare, procesul de măsurare a anemometrului trebuie efectuat pe secțiunea dreaptă a conductei. Punctul de pornire al părții în linie dreaptă ar trebui să fie cu cel puțin 10×D înainte de punctul de măsurare (D=diametrul conductei, în CM); punctul final ar trebui să fie la cel puțin 4×D în spatele punctului de măsurare. Secțiunea de fluid nu trebuie să aibă obstacole (margini, resuspensii, obiecte etc.).
2. Anemometru cu rotor
Principiul de funcționare al sondei rotorului anemometrului se bazează pe transformarea rotației într-un semnal electric, mai întâi printr-un cap de inducție de proximitate, „numărând” rotația rotorului și generarea unei serii de impulsuri, apoi convertită de detector pentru a obține viteza. valoare. Sonda cu diametru mare (60 mm, 100 mm) a anemometrului este potrivită pentru măsurarea debitului turbulent cu viteză medie și mică (cum ar fi la ieșirea conductei). Sonda cu diametru mic a anemometrului este mai potrivită pentru măsurarea fluxului de aer a cărui suprafață a secțiunii transversale a conductei este de peste 100 de ori mai mare decât aria secțiunii transversale a sondei.
3. Anemometru cu tub Pitot
A fost inventat de fizicianul francez H. Pitot în secolul al XVIII-lea. Cel mai simplu tub Pitot are un tub subțire de metal cu un mic orificiu la capăt ca tub de ghidare a presiunii, care măsoară presiunea totală a fluidului în direcția fasciculului de curgere; un alt tub de ghidare este tras din peretele țevii principale lângă partea din față a tubului subțire de metal. Apăsați tubul și măsurați presiunea statică. Manometrul diferenţial este conectat cu cele două conducte de ghidare a presiunii, iar presiunea măsurată este presiunea dinamică. Conform teoremei lui Bernoulli, presiunea dinamică este proporțională cu pătratul vitezei curgerii. Prin urmare, debitul fluidului poate fi măsurat cu un tub Pitot. După îmbunătățirea structurală, acesta devine un tub pitot combinat, adică un tub de presiune pitot-static. Este un tub cu două straturi îndoit în unghi drept. Manșonul exterior și manșonul interior sunt sigilate și există mai multe găuri mici în jurul manșonului exterior. Când măsurați, introduceți acest manșon în mijlocul țevii testate. Duza carcasei interioare este orientată spre direcția fasciculului de curgere, iar orificiul orificiului mic din jurul carcasei exterioare este doar perpendicular pe direcția fasciculului de curgere. În acest moment, viteza de curgere a fluidului în acest punct poate fi calculată prin măsurarea diferenței de presiune dintre carcasele interioare și exterioare. Tuburile Pitot sunt adesea folosite pentru a măsura viteza fluidelor în țevi și tuneluri de vânt, precum și viteza râului. Dacă viteza de curgere a fiecărei secțiuni este măsurată conform reglementărilor, aceasta poate fi utilizată pentru a măsura debitul fluidului din conductă după integrare. Cu toate acestea, atunci când fluidul conține o cantitate mică de particule, poate bloca orificiul de măsurare, deci este potrivit doar pentru măsurarea fluxului de fluide fără particule. Prin urmare, tubul Pitot poate fi folosit și pentru a măsura viteza și debitul vântului, care este principiul anemometrului cu tub Pitot.
