Tri najčešće korištena anemometra i njihova rješenja
1. Toplinski anemometar
Instrument za mjerenje brzine koji pretvara signale brzine protoka u električne signale i također može mjeriti temperaturu ili gustoću tekućine. Princip je da se tanka metalna žica (koja se zove vruća žica) koja se zagrijava električnom strujom postavi u struju zraka. Rasipanje topline vruće žice u struji zraka povezano je s brzinom protoka, a rasipanje topline uzrokuje promjenu temperature vruće žice i promjenu otpora. Signal brzine protoka zatim se pretvara u električni signal. Ima dva načina rada: ① konstantna struja. Struja kroz vruću žicu ostaje konstantna, a kada se temperatura promijeni, otpor vruće žice se mijenja, što rezultira promjenom napona na oba kraja, čime se mjeri protok. ② Tip s konstantnom temperaturom. Temperatura vruće linije ostaje konstantna, primjerice na 150 stupnjeva, a brzina protoka može se izmjeriti na temelju potrebne primijenjene struje. Tip konstantne temperature se više koristi od tipa konstantne struje.
Duljina vruće žice općenito je u rasponu od 0,5-2 milimetara, a promjer je u rasponu od 1-10 mikrometara. Materijal koji se koristi je platina, volfram ili legura platine i rodija. Ako se umjesto metalne žice koristi vrlo tanak (manje od 0,1 mikrona debljine) metalni film, to se naziva anemometar s vrućim filmom, koji funkcionira slično kao vruća žica, ali se uglavnom koristi za mjerenje brzine protoka tekućine. Uz običnu jednostruku liniju, vruća linija također može biti kombinacija dvostruke ili trostruke linije, koja se koristi za mjerenje komponenti brzine u različitim smjerovima. Izlaz električnog signala iz vruće linije, nakon pojačanja, kompenzacije i digitalizacije, može se unijeti u računalo za poboljšanje točnosti mjerenja, automatski dovršiti proces naknadne obrade podataka, proširiti funkciju mjerenja brzine i istovremeno mjeriti trenutne i srednje vrijednosti, kombinirane i parcijalne brzine, intenzitet turbulencije i druge parametre turbulencije. U usporedbi s Pitotovim cijevima, anemometar s vrućom žicom ima manji volumen sonde i manje interferencije s poljem protoka; Brz odziv, sposoban za mjerenje nestabilne brzine protoka; Prednost mu je što može mjeriti vrlo niske brzine (primjerice samo 0,3 metra u sekundi).
Kada koristite temperaturno osjetljivu sondu u turbulenciji, strujanje zraka iz svih smjerova istovremeno utječe na toplinski element, što može utjecati na točnost rezultata mjerenja. Kod mjerenja u turbulenciji, očitanje senzora protoka toplinskog anemometra često je veće od očitanja rotacijske sonde. Gore navedeni fenomen može se uočiti tijekom mjerenja cjevovoda. Prema različitim projektima za upravljanje turbulentnim strujanjem u cjevovodima, može se pojaviti čak i pri malim brzinama. Stoga se postupak mjerenja anemometrom treba provoditi u ravnom dijelu cjevovoda. Početna točka ravnog dijela treba biti najmanje 10 × D (D=promjer cijevi, u CM) izvan mjerne točke; Krajnja točka treba biti najmanje 4 × D iza točke mjerenja. Poprečni-presjek tekućine ne smije imati nikakvih prepreka (rubova, prepusta, predmeta itd.).
2. Anemometar s impelerom
Princip rada sonde impelera anemometra temelji se na pretvaranju rotacije u električne signale. Prvo, prolazi kroz glavu za mjerenje blizine kako bi "izbrojio" rotaciju impelera i generirao niz impulsa. Zatim se pretvara i obrađuje detektorom kako bi se dobila vrijednost brzine. Sonda velikog-promjera (60 mm, 100 mm) anemometra prikladna je za mjerenje turbulentnog protoka sa srednjim do malim brzinama (kao što su izlazi iz cjevovoda). Sonda malog-promjera anemometra prikladnija je za mjerenje protoka zraka u cjevovodima s-površinom presjeka većem od 100 puta većeg od presjeka sonde.
3. Anemometar s Pitotovom cijevi
Izumio ga je francuski fizičar H. Pito u 18. stoljeću. Jednostavna Pitotova cijev ima metalnu tanku cijev s malom rupom na kraju kao cijev za vođenje tlaka, koja mjeri ukupni tlak tekućine u smjeru strujne zrake; Druga tlačna cijev izvodi se iz glavnog zida cjevovoda blizu prednjeg dijela metalne tanke cijevi za mjerenje statičkog tlaka. Diferencijalni manometar spojen je na dvije tlačne cijevi, a izmjereni tlak je dinamički tlak. Prema Bernoullijevom teoremu, dinamički tlak proporcionalan je kvadratu brzine strujanja. Stoga se brzina protoka tekućine može mjeriti pomoću Pitotove cijevi. Nakon strukturalnih poboljšanja, postaje kombinirana Pitotova cijev, odnosno Pitotova cijev statičkog tlaka. To je dvoslojna cijev savijena pod pravim kutom. Vanjski i unutarnji rukav su zapečaćeni, a oko vanjskog rukava postoji nekoliko malih rupa. Prilikom mjerenja, umetnite ovu čahuru u sredinu mjerenog cjevovoda. Ušće unutarnjeg kućišta je okrenuto prema smjeru strujanja, a otvori malih rupa oko vanjskog kućišta su okomiti na smjer strujanja. U ovoj točki može se izmjeriti razlika tlaka između unutarnjeg i vanjskog kućišta kako bi se izračunala brzina protoka tekućine u toj točki. Pitotove cijevi se obično koriste za mjerenje brzine fluida u cjevovodima i aerotunelima, kao i u rijekama. Ako se brzina protoka svake sekcije mjeri prema propisima, može se integrirati za mjerenje brzine protoka fluida u cjevovodu. Ali kada tekućina sadrži malu količinu čestica, ona može blokirati mjerni otvor, tako da je prikladna samo za mjerenje brzine protoka tekućina bez čestica. Dakle, Pitotove cijevi se također mogu koristiti za mjerenje brzine vjetra i protoka, što je princip anemometara sa Pitotovom cijevi.
