Anemometrenin termal sondasının prensibi
Bir anemometrenin temel prensibi, ince bir metal teli bir sıvıya yerleştirmek ve sıcaklığını sıvının sıcaklığından daha yüksek hale getirmek için teli bir elektrik akımıyla ısıtmaktır, bu nedenle telli anemometreye "sıcak tel" denir. Akışkan telden dikey yönde aktığında, telin ısısının bir kısmını alıp telin sıcaklığını düşürür. Zorlanmış konveksiyon ısı alışverişi teorisine göre, sıcak hattın kaybettiği Q ısısı ile sıvının hızı v arasında bir ilişki vardır. Standart bir sıcak tel probu, iki braket arasına gerilen kısa, ince bir telden oluşur. Metal tel genellikle platin, rodyum, tungsten ve yüksek erime noktasına ve iyi sünekliğe sahip diğer metallerden yapılır. Yaygın olarak kullanılan telin çapı 5 μm ve uzunluğu 2 mm'dir; küçük bir sondanın çapı yalnızca 1 μm ve uzunluğu 0,2 mm'dir.
Farklı amaçlara göre, sıcak tel probu ayrıca çift telli, üçlü telli, eğik tel, V şekli, X şekli vb. ve Şekil 2.2'de gösterildiği gibi, genellikle sıcak film probu adı verilen termal olarak yalıtkan bir alt tabaka üzerine ince bir metal film püskürtülür. Sıcak tel probları kullanılmadan önce kalibre edilmelidir. Statik kalibrasyon, özel bir standart rüzgar tünelinde gerçekleştirilir ve akış hızı ile çıkış voltajı arasındaki ilişki ölçülür ve standart bir eğri olarak çizilir; dinamik kalibrasyon, bilinen bir dalgalı akış alanında veya anemometrenin ısıtma devresinde gerçekleştirilir. Son titreşimli elektrik sinyali ile sıcak telli anemometrenin frekans tepkisini kontrol edin. Frekans yanıtı iyi değilse, karşılık gelen kompanzasyon devresi ile iyileştirilebilir.
Akış hızının {{0}} ila 100m/sn arası ölçüm aralığı üç bölüme ayrılabilir: düşük hız: 0 ila 5m/s; orta hız: 5 ila 40 m/s; yüksek hız: 40 ila 100 m/s. Anemometrenin termal probu, 0 ila 5 m/s ölçümü için kullanılır; anemometrenin döner probu, 5 ile 40 m/s arasındaki akış hızını ölçmek için idealdir; ve pitot tüpü, yüksek hız aralığında sonuçlar elde etmek için kullanılabilir. Anemometrenin akış hızı probunun doğru seçimi için ek bir kriter sıcaklıktır. Genellikle, anemometrenin termal sensörünün sıcaklığı yaklaşık artı -70C'dir. Özel anemometrenin rotor probu 350C'ye ulaşabilir. Pitot tüpleri artı 350C'nin üzerinde kullanılır.
Anemometreler için termal problar
Anemometrenin termal sondasının çalışma prensibi, ısıtma elemanı üzerindeki ısıyı alıp götüren soğuk etkili hava akışına dayanır. Sıcaklığı sabit tutmak için bir ayar anahtarı yardımıyla, ayar akımı debi ile orantılıdır. Termal probları türbülanslı akışta kullanırken, tüm yönlerden gelen hava akışı aynı anda termal elemana çarpar ve bu da ölçüm sonuçlarının doğruluğunu etkileyebilir. Türbülanslı akışta ölçüm yaparken, termal anemometre akış sensörünün gösterge değeri genellikle döner probunkinden daha yüksektir. Yukarıdaki fenomen, boru hattı ölçüm sürecinde gözlemlenebilir. Yönetilen boru türbülansının tasarımına bağlı olarak, düşük hızlarda bile meydana gelebilir. Bu nedenle anemometre ölçüm işlemi boru hattının düz kısmından yapılmalıdır. Düz çizginin başlangıç noktası, ölçüm noktasından en az 10×D (CM cinsinden D=boru çapı) önce olmalıdır; bitiş noktası, ölçüm noktasının en az 4×D arkasında olmalıdır. Akış bölümü hiçbir şekilde engellenmemelidir. (açı, yeniden süspansiyon, nesneler, vb.)
Anemometrenin dönen tekerlek sondasının çalışma prensibi, dönüşü elektrik sinyaline dönüştürmeye dayanır. İlk olarak, dönen tekerleğin dönüşünü "saymak" ve daha sonra dedektör tarafından dönüştürülen bir darbe serisi oluşturmak için bir yakınlık sensöründen geçer. Hız değerini alın. Anemometrenin geniş çaplı probu (60 mm, 100 mm), orta ve küçük akış hızlarında (boru hattının çıkışındaki gibi) türbülanslı akışı ölçmek için uygundur. Anemometrenin küçük kalibreli probu, borunun kesitinin probun kesitinden 100 kat daha büyük olduğu hava akışını ölçmek için daha uygundur.
