Het principe van de thermische sonde van de anemometer
Het basisprincipe van een anemometer is om een dunne metalen draad in een vloeistof te plaatsen en de draad door een elektrische stroom te verwarmen om de temperatuur hoger te maken dan die van de vloeistof, dus de draadanemometer wordt een "hete draad" genoemd. Wanneer de vloeistof in verticale richting door de draad stroomt, zal het een deel van de warmte van de draad wegnemen en de temperatuur van de draad verlagen. Volgens de theorie van geforceerde convectie warmte-uitwisseling, is er een relatie tussen de warmte Q verloren door de hotline en de snelheid v van de vloeistof. Een standaard hittedraadsonde bestaat uit een korte, dunne draad die tussen twee beugels is gespannen. Metaaldraad is meestal gemaakt van platina, rhodium, wolfraam en andere metalen met een hoog smeltpunt en goede vervormbaarheid. De veelgebruikte draad heeft een diameter van 5 μm en een lengte van 2 mm; een kleine sonde heeft een diameter van slechts 1 μm en een lengte van 0.2 mm.
Volgens verschillende doeleinden kan de hetedraadsonde ook worden gemaakt in dubbele draad, drievoudige draad, schuine draad, V-vorm, X-vorm, enz. Om de sterkte te vergroten, wordt soms een metalen film gebruikt in plaats van een metalen draad, en een dunne metaalfilm wordt meestal op een thermisch isolerend substraat gespoten, wat een hetefilmsonde wordt genoemd, zoals weergegeven in figuur 2.2. Hittedraadsondes moeten vóór gebruik worden gekalibreerd. Statische kalibratie wordt uitgevoerd in een speciale standaard windtunnel en de relatie tussen stroomsnelheid en uitgangsspanning wordt gemeten en getekend als een standaardcurve; dynamische kalibratie wordt uitgevoerd in een bekend fluctuerend stromingsveld of in het verwarmingscircuit van de anemometer. Controleer de frequentierespons van de hittedraadanemometer met het laatste pulserende elektrische signaal. Als de frequentierespons niet goed is, kan deze worden verbeterd met het bijbehorende compensatiecircuit.
Het meetbereik van stroomsnelheid van {{0}} tot 100 m/s kan worden onderverdeeld in drie secties: lage snelheid: 0 tot 5 m/s; gemiddelde snelheid: 5 tot 40 m/s; hoge snelheid: 40 tot 100 m/s. De thermische sonde van de anemometer wordt gebruikt voor het meten van 0 tot 5 m/s; de roterende sonde van de anemometer is ideaal voor het meten van de stroomsnelheid van 5 tot 40 m/s; en de pitotbuis kan worden gebruikt om resultaten te verkrijgen in het hogesnelheidsbereik. Een bijkomend criterium voor de juiste keuze van de debietsonde van de anemometer is de temperatuur. Gewoonlijk is de temperatuur van de thermische sensor van de anemometer ongeveer plus -70C. De rotorsonde van de speciale anemometer kan 350C bereiken. Pitotbuizen worden gebruikt boven plus 350C.
Thermische sondes voor anemometers
Het werkingsprincipe van de thermische sonde van de anemometer is gebaseerd op de koude inslagluchtstroom die de warmte op het verwarmingselement afvoert. Met behulp van een instelschakelaar om de temperatuur constant te houden, is de instelstroom evenredig met het debiet. Bij gebruik van thermische sondes in turbulente stroming, treft luchtstroom uit alle richtingen tegelijkertijd het thermische element, wat de nauwkeurigheid van de meetresultaten kan beïnvloeden. Bij metingen in turbulente stroming is de indicatiewaarde van de thermische anemometer flowsensor vaak hoger dan die van de roterende sonde. Het bovenstaande fenomeen kan worden waargenomen in het meetproces van pijpleidingen. Afhankelijk van het ontwerp van de beheerste leidingturbulentie kan deze zelfs bij lage snelheden optreden. Daarom moet het meetproces van de anemometer worden uitgevoerd op het rechte deel van de pijpleiding. Het beginpunt van de rechte lijn moet minimaal 10×D (D=leidingdiameter in CM) voor het meetpunt liggen; het eindpunt moet minimaal 4×D achter het meetpunt liggen. Het doorstroomgedeelte mag op geen enkele manier worden belemmerd. (hoeken, resuspensies, objecten, enz.)
Het werkingsprincipe van de roterende wielsonde van de anemometer is gebaseerd op het omzetten van de rotatie in een elektrisch signaal. Eerst gaat het door een nabijheidssensor om de rotatie van het roterende wiel te "tellen" en een pulsreeks te genereren, die vervolgens door de detector wordt omgezet. Verkrijg de snelheidswaarde. De sonde met grote diameter (60 mm, 100 mm) van de anemometer is geschikt voor het meten van turbulente stroming met gemiddelde en kleine stroomsnelheden (zoals aan de uitlaat van de pijpleiding). De sonde van klein kaliber van de anemometer is geschikter voor het meten van de luchtstroom waarbij de doorsnede van de leiding meer dan 100 keer groter is dan de doorsnede van de sonde.
