Три часто используемых анемометра и их решения
1. Термический анемометр
Прибор для измерения скорости, который преобразует сигналы скорости потока в электрические сигналы, а также может измерять температуру или плотность жидкости. Принцип состоит в том, чтобы поместить в поток воздуха тонкую металлическую проволоку (называемую горячей проволокой), которая нагревается электричеством. Рассеяние тепла раскаленной проволоки в потоке воздуха связано со скоростью потока, а рассеяние тепла вызывает изменение температуры раскаленной проволоки и изменение сопротивления. Сигнал расхода затем преобразуется в электрический сигнал. Он имеет два режима работы: ① постоянный ток. Ток через нагретую проволоку остается постоянным, а при изменении температуры сопротивление нагретой проволоки меняется, что приводит к изменению напряжения на обоих концах, таким образом измеряя скорость потока. ② Тип с постоянной температурой. Температура горячей линии остается постоянной, например, 150 градусов, а скорость потока можно измерить на основе требуемого приложенного тока. Тип с постоянной температурой используется более широко, чем тип с постоянным током.
Длина горячей проволоки обычно находится в диапазоне 0,5-2 миллиметров, а диаметр - в диапазоне 1-10 микрометров. В качестве материала используется платина, вольфрам или платинородиевый сплав. Если вместо металлической проволоки используется очень тонкая (толщиной менее 0,1 микрона) металлическая пленка, это называется термопленочным анемометром, который действует аналогично горячей проволоке, но в основном используется для измерения скорости потока жидкости. В дополнение к обычному однолинейному типу, горячая линия также может представлять собой комбинацию двухлинейного или тройного типа, используемую для измерения компонентов скорости в различных направлениях. Выходной электрический сигнал с горячей линии после усиления, компенсации и оцифровки может быть введен в компьютер для повышения точности измерений, автоматического завершения процесса постобработки данных, расширения функции измерения скорости и одновременного измерения мгновенных и средних значений, комбинированных и частичных скоростей, интенсивности турбулентности и других параметров турбулентности. По сравнению с трубками Пито анемометр с горячей проволокой имеет меньший объем зонда и меньшее влияние на поле потока; Быстрый отклик, возможность измерения нестабильной скорости потока; Его преимущество заключается в возможности измерения очень низких скоростей (например, 0,3 метра в секунду).
При использовании термочувствительного зонда в условиях турбулентности поток воздуха со всех сторон одновременно воздействует на термоэлемент, что может повлиять на точность результатов измерений. При измерении в условиях турбулентности показания датчика расхода термоанемометра часто выше, чем показания вращающегося зонда. Вышеописанное явление можно наблюдать при измерении трубопровода. Согласно различным конструкциям управления турбулентным потоком в трубопроводах, оно может возникать даже при малых скоростях. Поэтому процесс измерения анемометром следует проводить на прямом участке трубопровода. Начальная точка прямого участка должна находиться на расстоянии не менее 10 × D (диаметр трубы D=, в см) от точки измерения; Конечная точка должна находиться как минимум на 4 × D позади точки измерения. В поперечном сечении жидкости-не должно быть никаких препятствий (краев, выступов, предметов и т. д.).
2. Анемометр рабочего колеса
Принцип работы импеллерного зонда анемометра основан на преобразовании вращения в электрические сигналы. Сначала он проходит через головку датчика приближения, чтобы «подсчитать» вращение крыльчатки и генерировать серию импульсов. Затем оно преобразуется и обрабатывается детектором для получения значения скорости. Зонд большого- диаметра (60 мм, 100 мм) анемометра подходит для измерения турбулентного потока со средней и низкой скоростью (например, на выходе из трубопровода). Зонд небольшого-диаметра анемометра больше подходит для измерения расхода воздуха в трубопроводах с площадью поперечного сечения-более чем в 100 раз большей, чем у зонда.
3. Анемометр с трубкой Пито.
Изобретён французским физиком А. Пито в 18 веке. Простая трубка Пито имеет тонкую металлическую трубку с небольшим отверстием на конце в качестве трубки, направляющей давление, которая измеряет общее давление жидкости в направлении луча потока; Другая трубка давления выводится из стенки основного трубопровода рядом с передней частью тонкой металлической трубки для измерения статического давления. Манометр дифференциального давления подключен к двум напорным трубкам, а измеряемое давление является динамическим давлением. Согласно теореме Бернулли, динамическое давление пропорционально квадрату скорости потока. Следовательно, скорость потока жидкости можно измерить с помощью трубки Пито. После структурных усовершенствований она становится комбинированной трубкой Пито, а именно трубкой статического давления Пито. Представляет собой двухслойную трубку, согнутую под прямым углом. Внешняя и внутренняя втулки герметичны, вокруг внешней втулки имеется несколько небольших отверстий. При измерении вставьте эту втулку в середину измеряемого трубопровода. Устье внутреннего корпуса обращено в сторону луча потока, а отверстия небольших отверстий вокруг внешнего корпуса перпендикулярны направлению луча потока. На этом этапе можно измерить разницу давлений между внутренним и внешним кожухами, чтобы рассчитать скорость потока жидкости в этой точке. Трубки Пито обычно используются для измерения скорости жидкостей в трубопроводах и аэродинамических трубах, а также в реках. Если скорость потока каждой секции измеряется в соответствии с правилами, ее можно интегрировать для измерения скорости потока жидкости в трубопроводе. Но когда жидкость содержит небольшое количество частиц, она может заблокировать измерительное отверстие, поэтому она подходит только для измерения расхода жидкостей, не содержащих частиц. Таким образом, трубки Пито также можно использовать для измерения скорости ветра и расхода воздуха, что и является принципом работы анемометров с трубкой Пито.
