Drie veelgebruikte anemometers en hun oplossingen
1. Thermische anemometer
Een snelheidsmeetinstrument dat stroomsnelheidssignalen omzet in elektrische signalen en ook de vloeistoftemperatuur of -dichtheid kan meten. Het principe is om een dunne metalen draad (een hete draad genoemd) die door elektriciteit wordt verwarmd, in de luchtstroom te plaatsen. De warmteafvoer van de hete draad in de luchtstroom houdt verband met de stroomsnelheid, en de warmteafvoer veroorzaakt een verandering in de temperatuur van de hete draad en een verandering in de weerstand. Het debietsignaal wordt vervolgens omgezet in een elektrisch signaal. Het heeft twee werkmodi: ① constante stroom. De stroom door de hete draad blijft constant, en wanneer de temperatuur verandert, verandert de weerstand van de hete draad, wat resulteert in een verandering in de spanning aan beide uiteinden, waardoor de stroomsnelheid wordt gemeten. ② Type constante temperatuur. De temperatuur van de hotline blijft constant, bijvoorbeeld op 150 graden, en het debiet kan worden gemeten op basis van de vereiste aangelegde stroom. Het constante temperatuurtype wordt op grotere schaal gebruikt dan het constante stroomtype.
De lengte van de hete draad ligt doorgaans in het bereik van 0,5-2 millimeter, en de diameter ligt in het bereik van 1-10 micrometer. Het gebruikte materiaal is platina, wolfraam of platina-rhodiumlegering. Als een zeer dunne (minder dan 0,1 micron dikke) metaalfilm wordt gebruikt in plaats van een metaaldraad, wordt dit een hetefilm-anemometer genoemd, die op dezelfde manier functioneert als een hete draad, maar meestal wordt gebruikt om de vloeistofstroomsnelheid te meten. Naast het gewone enkellijnstype kan de hotline ook een combinatie zijn van een dubbellijns- of drielijnstype, gebruikt om snelheidscomponenten in verschillende richtingen te meten. De elektrische signaaluitvoer van de hotline kan, na versterking, compensatie en digitalisering, in de computer worden ingevoerd om de meetnauwkeurigheid te verbeteren, het gegevensnaverwerkingsproces automatisch te voltooien, de snelheidsmeetfunctie uit te breiden en tegelijkertijd momentane en gemiddelde waarden te meten, gecombineerde en gedeeltelijke snelheden, turbulentie-intensiteit en andere turbulentieparameters. Vergeleken met pitotbuizen heeft de hetedraadanemometer een kleiner sondevolume en minder interferentie met het stromingsveld; Snelle respons, in staat om onstabiele stroomsnelheid te meten; Het heeft het voordeel dat het zeer lage snelheden kan meten (zoals zo laag als 0,3 meter per seconde).
Bij gebruik van een thermisch gevoelige sonde in turbulentie heeft de luchtstroom uit alle richtingen tegelijkertijd invloed op het thermische element, wat de nauwkeurigheid van de meetresultaten kan beïnvloeden. Bij het meten in turbulentie is de waarde van de flowsensor van de thermische anemometer vaak hoger dan die van de roterende sonde. Bovenstaand fenomeen kan worden waargenomen tijdens pijpleidingmetingen. Volgens verschillende ontwerpen voor het beheersen van turbulente stroming in pijpleidingen kan dit zelfs bij lage snelheden voorkomen. Daarom moet het anemometermeetproces worden uitgevoerd in het rechte gedeelte van de pijpleiding. Het startpunt van het rechte gedeelte moet minimaal 10 × D (D=buisdiameter, in CM) buiten het meetpunt liggen; Het eindpunt moet minimaal 4 × D achter het meetpunt liggen. De vloeiende dwarsdoorsnede-mag geen obstakels bevatten (randen, overhangen, voorwerpen, enz.).
2. Waaieranemometer
Het werkingsprincipe van de waaiersonde van een anemometer is gebaseerd op het omzetten van rotatie in elektrische signalen. Eerst gaat het door een nabijheidssensorkop om de rotatie van de waaier te "tellen" en een pulsreeks te genereren. Vervolgens wordt het geconverteerd en verwerkt door een detector om de snelheidswaarde te verkrijgen. De sonde met grote-diameter (60 mm, 100 mm) van de anemometer is geschikt voor het meten van turbulente stroming met gemiddelde tot lage snelheden (zoals bij pijpleidinguitlaten). De sonde met een kleine-diameter van een anemometer is geschikter voor het meten van de luchtstroom in pijpleidingen met een dwars-doorsnedeoppervlak groter dan 100 maal dat van de sonde.
3. Pitotbuis-anemometer
Uitgevonden door de Franse natuurkundige H. Pito in de 18e eeuw. Een eenvoudige pitotbuis heeft een metalen dunne buis met aan het uiteinde een klein gaatje als drukgeleidingsbuis, die de totale druk van de vloeistof in de richting van de stromingsbundel meet; Een andere drukbuis wordt uit de hoofdpijpleidingwand nabij de voorkant van de metalen dunne buis geleid om de statische druk te meten. De verschildrukmeter is aangesloten op twee drukleidingen en de gemeten druk is de dynamische druk. Volgens de stelling van Bernoulli is de dynamische druk evenredig met het kwadraat van de stroomsnelheid. Daarom kan de stroomsnelheid van de vloeistof worden gemeten met behulp van een pitotbuis. Na structurele verbeteringen wordt het een gecombineerde pitotbuis, namelijk een statische pitotdrukbuis. Het is een dubbellaagse buis die in een rechte hoek is gebogen. De buitenhoes en binnenhoes zijn afgedicht en er zitten verschillende kleine gaatjes rond de buitenhoes. Bij het meten plaatst u deze manchet in het midden van de gemeten leiding. De monding van de binnenbehuizing is in de richting van de stromingsbundel gericht en de openingen van de kleine gaten rond de buitenbehuizing staan loodrecht op de richting van de stromingsbundel. Op dit punt kan het drukverschil tussen de binnen- en buitenmantel worden gemeten om de stroomsnelheid van de vloeistof op dat punt te berekenen. Pitotbuizen worden vaak gebruikt om de snelheid van vloeistoffen in pijpleidingen en windtunnels, maar ook in rivieren, te meten. Als de stroomsnelheid van elke sectie volgens de voorschriften wordt gemeten, kan deze worden geïntegreerd om de stroomsnelheid van de vloeistof in de pijpleiding te meten. Maar als de vloeistof een kleine hoeveelheid deeltjes bevat, kan deze het meetgat verstoppen, dus is deze alleen geschikt voor het meten van de stroomsnelheid van niet-deeltjesvloeistoffen. Pitotbuizen kunnen dus ook worden gebruikt om de windsnelheid en het debiet te meten, wat het principe is van pitotbuisanemometers.
