Termal duyarlı anemometrelerin temel prensibi ve uygulaması
Isıya duyarlı anemometrenin temel prensibi:
1. İnce bir metal telin bir akışkan içerisine yerleştirilip telin elektrik akımı ile ısıtılarak sıcaklığının akışkanın sıcaklığından daha yüksek hale getirilmesi işlemidir. Bu nedenle metal telli anemometre adı verilmektedir. Sıvı metal telin içinden dikey yönde aktığında, telden ısının bir kısmını alıp telin sıcaklığının düşmesine neden olur.
2. Zorlanmış taşınım ısı değişimi teorisine göre, dağılan ısı Q ile akışkanın hızı v arasındaki ilişki türetilebilir. Standart prob, kısa ve ince bir metal tel ile gerilmiş iki braketten oluşur. Metal teller genellikle platin, rodyum ve tungsten gibi yüksek erime noktasına ve iyi sünekliğe sahip metallerden yapılır.
3. Farklı amaçlara göre kafa ayrıca ikili, üçlü, çapraz, V şeklinde, X şeklinde vb. yapılabilir. Mukavemeti arttırmak için bazen metal tel yerine metal film ve ince bir metal kullanılır. film genellikle sıcak film probu adı verilen termal olarak yalıtılmış bir alt tabaka üzerine püskürtülür. Prob kullanılmadan önce kalibre edilmelidir.
4. Statik kalibrasyon, özel bir standart rüzgar tünelinde gerçekleştirilir; akış hızı ile çıkış voltajı arasındaki ilişki ölçülür ve standart bir eğri çizilir; Dinamik kalibrasyon, bilinen bir titreşimli akış alanında veya hat anemometresinin frekans tepkisini doğrulamak için anemometrenin ısıtma devresine titreşimli bir elektrik sinyali eklenerek gerçekleştirilir. Frekans tepkisi zayıfsa, bunu iyileştirmek için karşılık gelen dengeleme devreleri kullanılabilir.
Termal anemometrenin amacı:
1. Anemometrelerin uygulama alanı çok geniştir ve her alanda esnek bir şekilde kullanılabilirler. Elektrik, çelik, petrokimya ve enerji tasarrufu gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılırlar. Pekin Olimpiyatları'nda yelken, kürek ve atış yarışmaları gibi anemometrelerin ölçüm yapması gereken başka uygulamalar da var.
2. Anemometre kullanımını gerektiren birçok endüstri vardır ve kullanılması önerilen endüstriler arasında açık deniz balıkçılığı, çeşitli fan imalatı, egzoz sistemleri gerektiren endüstriler vb. yer alır.
3. Anemometrenin termal duyarlı probunun çalışma prensibi, termal eleman üzerindeki ısıyı uzaklaştıran soğuk darbeli hava akışına dayanmaktadır. Bir düzenleme anahtarı yardımıyla sıcaklık sabit tutulur ve düzenleme akımı akış hızıyla orantılıdır.
4. Türbülansta ısıya duyarlı bir prob kullanıldığında, her yönden gelen hava akışı termal elemanı aynı anda etkiler ve bu da ölçüm sonuçlarının doğruluğunu etkileyebilir. Türbülansta ölçüm yaparken termal anemometrenin akış hızı sensörünün okuması genellikle döner probun okumasından daha yüksektir.
Yukarıdaki olaylar boru hattı ölçümü sırasında gözlemlenebilir. Boru hattı türbülansını yönetmeye yönelik farklı tasarımlara göre, düşük hızlarda bile meydana gelebilir. Bu nedenle anemometre ölçüm işleminin boru hattının düz kısmında yapılması gerekmektedir.
