Introduzione al principio di funzionamento dell'anemometro
Il principio di base dell'anemometro è quello di posizionare un sottile filo metallico nel fluido e riscaldare il filo attraverso una corrente elettrica per rendere la sua temperatura più alta della temperatura del fluido, quindi l'anemometro a filo è chiamato "filo caldo". Quando il fluido scorre attraverso il filo in direzione verticale, toglierà parte del calore del filo e ridurrà la temperatura del filo. Secondo la teoria dello scambio termico per convezione forzata, esiste una relazione tra il calore Q ceduto dalla linea calda e la velocità v del fluido. Una sonda a filo caldo standard è costituita da un filo corto e sottile teso tra due staffe. Il filo metallico è solitamente costituito da platino, rodio, tungsteno e altri metalli con alto punto di fusione e buona duttilità. Il filo comunemente usato ha un diametro di 5 μm e una lunghezza di 2 mm; una piccola sonda ha un diametro di solo 1 μm e una lunghezza di 0.2 mm. Secondo diversi scopi, la sonda a filo caldo viene anche trasformata in doppio filo, triplo filo, filo obliquo, forma a V, forma a X, ecc. Per aumentare la resistenza, a volte viene utilizzato un film metallico al posto di un filo metallico e un sottile film metallico viene solitamente spruzzato su un substrato termicamente isolante, chiamato sonda a film caldo. Le sonde a filo caldo devono essere calibrate prima dell'uso. La calibrazione statica viene effettuata in una speciale galleria del vento standard, e la relazione tra velocità del flusso e tensione di uscita viene misurata e disegnata come una curva standard; la calibrazione dinamica viene effettuata in un campo di flusso fluttuante noto o nel circuito di riscaldamento dell'anemometro. Controllare la risposta in frequenza dell'anemometro a filo caldo con l'ultimo segnale elettrico pulsante. Se la risposta in frequenza non è buona, può essere migliorata con il circuito di compensazione corrispondente.
L'intervallo di misurazione della velocità del flusso da {{0}} a 100 m/s può essere suddiviso in tre sezioni: bassa velocità: da 0 a 5 m/s; media velocità: da 5 a 40 m/s; alta velocità: da 40 a 100 m/s. La sonda termica dell'anemometro viene utilizzata per la misura da 0 a 5m/s; la sonda a ruota rotante dell'anemometro è ideale per misurare la velocità del flusso da 5 a 40 m/s; e il tubo di Pitot può ottenere i migliori risultati nella gamma ad alta velocità. Un ulteriore criterio per la corretta scelta della sonda di portata dell'anemometro è la temperatura. Di solito, la temperatura del sensore termico dell'anemometro è di circa più -70C. La sonda del rotore dell'anemometro speciale può raggiungere i 350°C. I tubi di Pitot sono usati sopra più 350C.
Gli anemometri hanno molti vantaggi, i seguenti sono alcuni dei più importanti:
1. Piccole dimensioni, poca interferenza con il campo di flusso;
2. Ampia gamma di applicazioni. Può essere utilizzato non solo per il gas ma anche per il liquido e può essere utilizzato nel flusso di gas subsonico, transonico e supersonico;
3. Elevata precisione di misurazione e buona ripetibilità. Lo svantaggio dell'anemometro a filo caldo è che la sonda interferisce con il campo di flusso e il filo caldo si rompe facilmente.
4. Oltre a misurare la velocità media, può anche misurare il valore della pulsazione e la turbolenza; oltre a misurare il movimento in una direzione, può anche misurare le componenti della velocità in più direzioni contemporaneamente.
