Un anemometro è uno strumento che misura la velocità dell'aria. Ce ne sono molti tipi. Il più utilizzato nelle stazioni meteorologiche è l'anemometro a coppa del vento. Consiste di tre coppe vuote a cono parabolico fissate sulla staffa a 120 gradi l'una dall'altra per formare la parte sensibile. Le superfici concave delle tazze vuote sono tutte in una direzione. L'intera parte di induzione è installata su un albero rotante verticale. Sotto l'azione del vento, la coppa del vento ruota attorno all'albero ad una velocità proporzionale alla velocità del vento. Oggi presentiamo tre anemometri:
1. Anemometro termico
Un tachimetro che converte un segnale di portata in un segnale elettrico e può anche misurare la temperatura o la densità del fluido. Il principio è che un sottile filo metallico (chiamato filo caldo) riscaldato dall'elettricità viene posto nel flusso d'aria e la dissipazione del calore del filo caldo nel flusso d'aria è correlata alla portata e la dissipazione del calore provoca la variazione di temperatura del filo caldo per provocare la variazione di resistenza e il segnale di portata viene convertito in segnale elettrico. Ha due modalità di lavoro: ①Flusso costante. La corrente attraverso il filo caldo rimane invariata, e quando la temperatura cambia, la resistenza del filo caldo cambia, e quindi la tensione ai due capi cambia, misurando così la portata. ② Tipo a temperatura costante. La temperatura del filo caldo viene mantenuta costante, ad esempio 150 gradi, e la portata può essere misurata in base alla corrente richiesta da applicare. Il tipo a temperatura costante è più ampiamente utilizzato rispetto al tipo a flusso costante.
La lunghezza del filo caldo è generalmente compresa tra {{0}},5 e 2 mm, il diametro è compreso tra 1 e 10 micron e il materiale è platino, tungsteno o platino-rodio lega. Se viene utilizzato un film metallico molto sottile (spessore inferiore a 0,1 micron) per sostituire il filo metallico, si tratta di un anemometro a film caldo. Oltre al normale tipo a filo singolo, il filo caldo può anche essere un tipo combinato a due o tre fili per misurare le componenti della velocità in tutte le direzioni. L'uscita del segnale elettrico dal filo caldo viene amplificata, compensata e digitalizzata e quindi immessa nel computer, che può migliorare l'accuratezza della misurazione, completare automaticamente il processo di post-elaborazione dei dati ed espandere le funzioni di misurazione della velocità, come il completamento simultaneo di istantaneo valore e valore medio nel tempo, velocità combinata e sub-velocità, grado di turbolenza e altri parametri di turbolenza. Rispetto al tubo di Pitot, l'anemometro a filo caldo [1] presenta i vantaggi di una sonda di dimensioni ridotte, una piccola interferenza con il campo di flusso, una risposta rapida e può misurare la velocità del flusso instabile;
Quando si utilizzano sonde termiche in un flusso turbolento, il flusso d'aria proveniente da tutte le direzioni colpisce simultaneamente l'elemento termico, compromettendo la precisione dei risultati della misurazione. Quando si misura in un flusso turbolento, i sensori di flusso anemometrici termici tendono ad avere indicazioni più elevate rispetto alle sonde del rotore. I suddetti fenomeni possono essere osservati durante la misurazione della condotta. A seconda del design che gestisce la turbolenza nel tubo, può verificarsi anche a basse velocità. Pertanto, il processo di misurazione dell'anemometro dovrebbe essere eseguito sulla sezione rettilinea della condotta. Il punto di partenza della parte di linea retta dovrebbe essere almeno 10×D prima del punto di misurazione (D=diametro del tubo, in CM); il punto finale dovrebbe trovarsi almeno 4×D dietro il punto di misurazione. La sezione fluida non deve presentare ostruzioni (spigoli, risospensioni, oggetti, ecc.).
2. Anemometro a girante
Il principio di funzionamento della sonda girante dell'anemometro si basa sulla conversione della rotazione in un segnale elettrico, prima attraverso una testina di induzione di prossimità, "contando" la rotazione della girante e generando una serie di impulsi, e poi convertita dal rilevatore per ottenere la velocità. valore. La sonda di grande diametro (60 mm, 100 mm) dell'anemometro è adatta per misurare il flusso turbolento con velocità di flusso medie e piccole (come all'uscita del tubo). La sonda di piccolo diametro dell'anemometro è più adatta per misurare il flusso d'aria la cui area della sezione trasversale del tubo è più di 100 volte maggiore dell'area della sezione trasversale della sonda.
3. Anemometro a tubo di Pitot
Fu inventato dal fisico francese H. Pitot nel XVIII secolo. Il tubo di Pitot più semplice ha un sottile tubo metallico con un piccolo foro all'estremità come tubo guida della pressione, che misura la pressione totale del fluido nella direzione del fascio di flusso; un altro tubo guida viene estratto dalla parete del tubo principale vicino alla parte anteriore del sottile tubo metallico. Premere il tubo e misurare la pressione statica. Il manometro differenziale è collegato ai due tubi di guida della pressione e la pressione misurata è la pressione dinamica. Secondo il teorema di Bernoulli, la pressione dinamica è proporzionale al quadrato della velocità del flusso. Pertanto, la portata del fluido può essere misurata con un tubo di Pitot. Dopo il miglioramento strutturale, diventa un tubo di Pitot combinato, cioè un tubo di pressione pitot-statico. È un tubo a doppio strato piegato ad angolo retto. La manica esterna e la manica interna sono sigillate e ci sono diversi piccoli fori attorno alla manica esterna. Durante la misurazione, inserire questo manicotto al centro del tubo in prova. L'ugello dell'involucro interno è rivolto nella direzione del raggio di flusso e l'orifizio del piccolo foro attorno all'involucro esterno è appena perpendicolare alla direzione del raggio di flusso. A questo punto, la velocità di flusso del fluido in questo punto può essere calcolata misurando la differenza di pressione tra l'involucro interno e quello esterno. I tubi di Pitot sono spesso usati per misurare la velocità dei fluidi nei tubi e nelle gallerie del vento, così come la velocità del fiume. Se la velocità del flusso di ciascuna sezione viene misurata secondo le normative, può essere utilizzata per misurare la portata del fluido nella condotta dopo l'integrazione. Tuttavia, quando il fluido contiene una piccola quantità di particelle, potrebbe ostruire il foro di misurazione, quindi è adatto solo per misurare il flusso di fluidi privi di particelle. Pertanto, il tubo di Pitot può essere utilizzato anche per misurare la velocità del vento e il flusso del vento, che è il principio dell'anemometro a tubo di Pitot.
