Анемометр - прилад, який вимірює швидкість повітря. Існує багато його видів. Найбільш часто на метеорологічних станціях використовується анемометр вітрової чаші. Він складається з трьох параболічних конічних порожніх чашок, закріплених на кронштейні під кутом 120 градусів одна до одної для формування чутливої частини. Увігнуті поверхні порожніх чашок спрямовані в одному напрямку. Вся індукційна частина встановлена на вертикальному обертовому валу. Під дією вітру вітряк обертається навколо вала зі швидкістю, пропорційною швидкості вітру. Сьогодні давайте представимо три анемометри:
1. Термоанемометр
Тахометр, який перетворює сигнал витрати в електричний сигнал, а також може вимірювати температуру або щільність рідини. Принцип полягає в тому, що тонкий металевий дріт (так званий гарячий дріт), який нагрівається електрикою, поміщається в потік повітря, і розсіювання тепла гарячого дроту в потоці повітря пов’язане зі швидкістю потоку, а розсіювання тепла спричиняє зміна температури нагрітого дроту викликає зміну опору, і сигнал швидкості потоку перетворюється в електричний сигнал. Він має два режими роботи: ①Постійний потік. Струм через нагрітий дріт залишається незмінним, і коли температура змінюється, опір нагрітого дроту змінюється, і, таким чином, напруга на двох кінцях змінюється, таким чином вимірюючи швидкість потоку. ② Тип постійної температури. Температура нагрітого дроту підтримується постійною, наприклад 150 градусів, а швидкість потоку можна виміряти відповідно до струму, який необхідно подати. Тип постійної температури використовується ширше, ніж тип постійної витрати.
Довжина нагрітого дроту зазвичай становить від {{0}}.5 до 2 мм, діаметр – від 1 до 10 мікрон, а матеріал – платина, вольфрам або платинородій. сплав. Якщо замість металевого дроту використовується дуже тонка (товщина менше 0,1 мкм) металева плівка, то це анемометр з гарячою плівкою. На додаток до звичайного однодротового типу, гарячий дріт також може бути комбінованого дво- або тридротового типу для вимірювання компонентів швидкості в усіх напрямках. Вихідний електричний сигнал від гарячого дроту посилюється, компенсується та оцифровується, а потім вводиться в комп’ютер, що може підвищити точність вимірювання, автоматично завершити процес постобробки даних і розширити функції вимірювання швидкості, такі як одночасне завершення миттєвого вимірювання. значення та середнє значення за часом, комбінована швидкість та підшвидкість, ступінь турбулентності та інші параметри турбулентності. Порівняно з трубкою Піто анемометр із гарячим дротом [1] має такі переваги, як малий розмір зонда, незначне втручання в поле потоку, швидкий відгук і може вимірювати нестаціонарну швидкість потоку;
Під час використання термозондів у турбулентному потоці повітряний потік з усіх боків потрапляє на термоелемент одночасно, що впливає на точність результатів вимірювань. Під час вимірювання в турбулентному потоці датчики потоку термоанемометра, як правило, мають вищі показники, ніж роторні зонди. Зазначені вище явища можна спостерігати під час вимірювання трубопроводу. Залежно від конструкції, яка керує турбулентністю в трубі, вона може виникати навіть на низьких швидкостях. Тому вимірювання анемометром слід проводити на прямій ділянці трубопроводу. Початкова точка прямолінійної частини має бути щонайменше на 10×D перед точкою вимірювання (D=діаметр труби, у см); кінцева точка повинна бути щонайменше на 4×D позаду точки вимірювання. Секція рідини не повинна мати жодних перешкод (країв, пересувів, предметів тощо).
2. Крильчатий анемометр
Принцип роботи зонда робочого колеса анемометра заснований на перетворенні обертання в електричний сигнал, спочатку через безконтактну індукційну головку, «підраховує» обертання робочого колеса та генерує серію імпульсів, а потім перетворює детектор для отримання швидкість. значення. Зонд великого діаметру (60 мм, 100 мм) анемометра підходить для вимірювання турбулентного потоку із середньою та малою швидкістю потоку (наприклад, на виході з труби). Зонд малого діаметра анемометра більше підходить для вимірювання потоку повітря, площа поперечного перерізу труби якого більш ніж у 100 разів перевищує площу поперечного перерізу зонда.
3. Анемометр з трубкою Піто
Він був винайдений французьким фізиком Г. Піто в XVIII столітті. Найпростіша трубка Піто має тонку металеву трубку з невеликим отвором на кінці як направляючу трубку, яка вимірює загальний тиск рідини в напрямку пучка потоку; іншу направляючу трубку відтягують від стінки основної труби біля передньої частини тонкої металевої трубки. Притисніть трубку і виміряйте статичний тиск. Диференціальний манометр з'єднаний з двома трубами, що направляють тиск, і виміряний тиск є динамічним тиском. Згідно з теоремою Бернуллі, динамічний тиск пропорційний квадрату швидкості потоку. Тому швидкість потоку рідини можна виміряти за допомогою трубки Піто. Після конструктивного вдосконалення вона стає комбінованою трубкою Піто, тобто трубкою Піто-статичного тиску. Він являє собою двошарову трубку, зігнуту під прямим кутом. Зовнішня і внутрішня гільзи герметичні, а навколо зовнішньої гільзи є кілька невеликих отворів. Під час вимірювання вставте цю муфту в середину досліджуваної труби. Сопло внутрішнього корпусу спрямоване в напрямку потоку, а отвір невеликого отвору навколо зовнішнього корпусу просто перпендикулярно напрямку потоку. У цей час швидкість потоку рідини в цій точці можна розрахувати шляхом вимірювання різниці тиску між внутрішнім і зовнішнім кожухами. Трубки Піто часто використовуються для вимірювання швидкості рідини в трубах і аеродинамічних трубах, а також швидкості річки. Якщо швидкість течії кожної секції вимірюється відповідно до нормативів, її можна використовувати для вимірювання швидкості потоку рідини в трубопроводі після інтегрування. Однак, коли рідина містить невелику кількість частинок, вона може блокувати вимірювальний отвір, тому вона підходить лише для вимірювання потоку рідин без часток. Таким чином, трубку Піто також можна використовувати для вимірювання швидкості вітру та потоку вітру, що є принципом роботи анемометра з трубкою Піто.
