Tri bežne používané anemometre a ich riešenia
1. Tepelný anemometer
Prístroj na meranie rýchlosti, ktorý premieňa signály rýchlosti prúdenia na elektrické signály a dokáže merať aj teplotu alebo hustotu tekutiny. Princíp spočíva v umiestnení tenkého kovového drôtu (nazývaného horúci drôt), ktorý sa ohrieva elektrinou do prúdu vzduchu. Rozptyl tepla horúceho drôtu v prúde vzduchu súvisí s rýchlosťou prúdenia a odvod tepla spôsobuje zmenu teploty horúceho drôtu a zmenu odporu. Signál prietoku sa potom prevedie na elektrický signál. Má dva pracovné režimy: ① konštantný prúd. Prúd horúcim drôtom zostáva konštantný a pri zmene teploty sa mení odpor horúceho drôtu, čo má za následok zmenu napätia na oboch koncoch, čím sa meria prietok. ② Typ konštantnej teploty. Teplota horúcej linky zostáva konštantná, napríklad 150 stupňov, a prietok možno merať na základe požadovaného použitého prúdu. Typ s konštantnou teplotou je rozšírenejší ako typ s konštantným prúdom.
Dĺžka horúceho drôtu je vo všeobecnosti v rozsahu 0,5-2 milimetrov a priemer je v rozsahu 1 až 10 mikrometrov. Použitým materiálom je platina, volfrám alebo zliatina platiny a ródia. Ak sa namiesto kovového drôtu použije veľmi tenký kovový film (s hrúbkou menej ako 0,1 mikrónu), nazýva sa anemometer s horúcim filmom, ktorý funguje podobne ako horúci drôt, ale väčšinou sa používa na meranie rýchlosti prúdenia kvapaliny. Okrem obyčajného typu s jedným riadkom môže byť horúca linka aj kombináciou typu dvojitej alebo trojitej linky, ktorá sa používa na meranie zložiek rýchlosti v rôznych smeroch. Výstup elektrického signálu z horúcej linky je možné po zosilnení, kompenzácii a digitalizácii vložiť do počítača na zlepšenie presnosti merania, automatické dokončenie procesu následného spracovania dát, rozšírenie funkcie merania rýchlosti a súčasné meranie okamžitých a stredných hodnôt, kombinovaných a čiastkových rýchlostí, intenzity turbulencií a iných parametrov turbulencie. V porovnaní s pitotovými trubicami má anemometer s horúcim drôtom menší objem sondy a menšiu interferenciu s prietokovým poľom; Rýchla odozva, schopná merať nestabilnú rýchlosť prúdenia; Má tú výhodu, že dokáže merať veľmi nízke rýchlosti (napríklad 0,3 metra za sekundu).
Pri použití teplotne citlivej sondy v turbulencii prúdenie vzduchu zo všetkých smerov súčasne naráža na tepelný prvok, čo môže ovplyvniť presnosť výsledkov merania. Pri meraní v turbulencii je údaj snímača prietoku tepelného anemometra často vyšší ako údaj rotačnej sondy. Vyššie uvedený jav je možné pozorovať pri meraní potrubia. Podľa rôznych konštrukcií na riadenie turbulentného prúdenia v potrubiach sa môže vyskytnúť aj pri nízkych rýchlostiach. Preto by sa proces merania anemometra mal vykonávať v priamom úseku potrubia. Počiatočný bod priameho úseku by mal byť aspoň 10 × D (D=priemer potrubia, v CM) mimo meracieho bodu; Koncový bod by mal byť aspoň 4 × D za bodom merania. Prierez tekutiny- nesmie mať žiadne prekážky (hrany, presahy, predmety atď.).
2. Anemometer obežného kolesa
Princíp činnosti sondy obežného kolesa anemometra je založený na premene rotácie na elektrické signály. Najprv prechádza cez hlavu snímajúcu blízkosť, aby „spočítal“ rotáciu obežného kolesa a vytvoril sériu impulzov. Potom sa prevedie a spracuje detektorom na získanie hodnoty rýchlosti. Sonda s veľkým-priemerom (60 mm, 100 mm) anemometra je vhodná na meranie turbulentného prúdenia so strednými až nízkymi rýchlosťami (napríklad na výstupoch z potrubí). Sonda s malým-priemerom anemometra je vhodnejšia na meranie prietoku vzduchu v potrubiach s-prierezom väčším ako 100-krát väčším ako má sonda.
3. Anemometer s Pitotovou trubicou
Vynašiel francúzsky fyzik H. Pito v 18. storočí. Jednoduchá pitotova trubica má kovovú tenkú trubicu s malým otvorom na konci ako tlakovú vodiacu trubicu, ktorá meria celkový tlak tekutiny v smere prúdiaceho lúča; Ďalšia tlaková trubica je vyvedená zo steny hlavného potrubia v blízkosti prednej časti kovovej tenkej trubice na meranie statického tlaku. Diferenčný tlakomer je napojený na dve tlakové potrubia a meraný tlak je dynamický tlak. Podľa Bernoulliho vety je dynamický tlak úmerný druhej mocnine rýchlosti prúdenia. Preto možno rýchlosť prúdenia tekutiny merať pomocou pitotovej trubice. Po konštrukčných vylepšeniach sa z nej stáva kombinovaná pitotova trubica, konkrétne pitotova trubica so statickým tlakom. Je to dvojvrstvová trubica ohnutá v pravom uhle. Vonkajšie puzdro a vnútorné puzdro sú utesnené a okolo vonkajšieho puzdra je niekoľko malých otvorov. Pri meraní vložte túto manžetu do stredu meraného potrubia. Ústie vnútorného puzdra je obrátené k smeru lúča toku a otvory malých otvorov okolo vonkajšieho puzdra sú kolmé na smer lúča toku. V tomto bode je možné merať tlakový rozdiel medzi vnútorným a vonkajším plášťom, aby sa vypočítala rýchlosť prúdenia tekutiny v tomto bode. Pitotovy trubice sa bežne používajú na meranie rýchlosti tekutín v potrubiach a aerodynamických tuneloch, ako aj v riekach. Ak sa rýchlosť prúdenia každej sekcie meria podľa predpisov, môže byť integrovaná na meranie prietoku tekutiny v potrubí. Ak však kvapalina obsahuje malé množstvo častíc, môže zablokovať merací otvor, takže je vhodná len na meranie prietoku nečasticových kvapalín. Pitotové trubice sa teda dajú použiť aj na meranie rýchlosti vetra a prietoku, čo je princíp pitotových anemometrov.
