Kolme yleisesti käytettyä tuulimittaria ja niiden ratkaisut
1. Lämpöanemometri
Nopeusmittauslaite, joka muuntaa virtausnopeussignaalit sähköisiksi signaaleiksi ja voi myös mitata nesteen lämpötilaa tai tiheyttä. Periaatteena on sijoittaa ilmavirtaan ohut metallilanka (kutsutaan kuumaksi langaksi), jota lämmitetään sähköllä. Kuuman langan lämmönpoisto ilmavirrassa liittyy virtausnopeuteen, ja lämmön poistuminen aiheuttaa muutoksen kuumalangan lämpötilassa ja muutoksen vastuksessa. Virtausnopeussignaali muunnetaan sitten sähköiseksi signaaliksi. Siinä on kaksi toimintatilaa: ① vakiovirta. Kuuman langan läpi kulkeva virta pysyy vakiona, ja kun lämpötila muuttuu, kuuman langan vastus muuttuu, jolloin jännite muuttuu molemmissa päissä, mikä mittaa virtausnopeutta. ② Vakiolämpötilatyyppi. Vihjelinjan lämpötila pysyy vakiona, esimerkiksi 150 asteessa, ja virtausnopeus voidaan mitata tarvittavan virran perusteella. Vakiolämpötilatyyppiä käytetään laajemmin kuin vakiovirtatyyppiä.
Kuuman langan pituus on yleensä 0,5-2 millimetriä ja halkaisija 1-10 mikrometriä. Käytetty materiaali on platina, volframi tai platina-rodiumseos. Jos metallilangan sijasta käytetään erittäin ohutta (alle 0,1 mikronia paksua) metallikalvoa, sitä kutsutaan kuumakalvotuulimittariksi, joka toimii samalla tavalla kuin kuumalanka, mutta jota käytetään pääasiassa nesteen virtausnopeuden mittaamiseen. Tavallisen yksilinjaisen tyypin lisäksi vihjelinja voi olla myös kaksois- tai kolmiviivatyypin yhdistelmä, jota käytetään nopeuskomponenttien mittaamiseen eri suuntiin. Vihjelinjalta tuleva sähköinen signaali voidaan syöttää tietokoneeseen vahvistuksen, kompensoinnin ja digitalisoinnin jälkeen parantamaan mittaustarkkuutta, suorittamaan automaattisesti tietojen jälkikäsittelyprosessia, laajentamaan nopeuden mittaustoimintoa ja mittaamaan samanaikaisesti hetkellisiä ja keskiarvoja, yhdistettyjä ja osittaisnopeuksia, turbulenssin voimakkuutta ja muita turbulenssiparametreja. Pitot-putkiin verrattuna kuumalanka-anemometrillä on pienempi anturin tilavuus ja vähemmän häiriöitä virtauskenttään; Nopea vaste, joka pystyy mittaamaan epätasaista virtausnopeutta; Sen etuna on, että se pystyy mittaamaan hyvin pieniä nopeuksia (kuten niinkin alhaisia kuin 0,3 metriä sekunnissa).
Käytettäessä lämpöherkkää anturia turbulenssissa, ilmavirta kaikista suunnista vaikuttaa samanaikaisesti lämpöelementtiin, mikä voi vaikuttaa mittaustulosten tarkkuuteen. Turbulenssissa mitattaessa lämpöanemometrin virtausanturin lukema on usein korkeampi kuin pyörivän anturin lukema. Yllä oleva ilmiö voidaan havaita putkimittauksen aikana. Putkilinjojen pyörteisen virtauksen hallintaan tarkoitettujen eri suunnitelmien mukaan sitä voi esiintyä jopa alhaisilla nopeuksilla. Siksi tuulimittarin mittausprosessi tulisi suorittaa putkilinjan suorassa osassa. Suoran osan aloituspisteen tulee olla vähintään 10 × D (D=putken halkaisija, CM) mittauspisteen ulkopuolella; Päätepisteen tulee olla vähintään 4 × D mittauspisteen takana. Nesteen poikkileikkaus-ei saa olla esteitä (reunat, ulkonemat, esineet jne.).
2. Juoksupyörän tuulimittari
Anemometrin juoksupyörän anturin toimintaperiaate perustuu pyörimisen muuntamiseen sähköisiksi signaaleiksi. Ensinnäkin se kulkee läheisyystunnistuspään läpi "laskemaan" juoksupyörän pyörimisen ja muodostamaan pulssisarjan. Sitten ilmaisin muuntaa ja käsittelee sen nopeusarvon saamiseksi. Anemometrin halkaisijaltaan suuri-anturi (60 mm, 100 mm) soveltuu pyörteisen virtauksen mittaamiseen keskisuurilla tai pienillä nopeuksilla (kuten putkilinjan ulostuloissa). Halkaisijaltaan pieni-anemometrin anturi soveltuu paremmin ilmavirran mittaamiseen putkissa, joiden poikki{8}}pinta-ala on yli 100 kertaa anturin.
3. Pitot-putken tuulimittari
Sen keksi ranskalainen fyysikko H. Pito 1700-luvulla. Yksinkertaisessa pitot-putkessa on ohut metalliputki, jonka päässä on pieni reikä paineenohjausputkeksi, joka mittaa nesteen kokonaispainetta virtauspalkin suunnassa; Toinen paineputki johdetaan ulos pääputkilinjan seinästä metalliohutputken etuosan lähelle staattisen paineen mittaamiseksi. Paine-eromittari on kytketty kahteen paineputkeen, ja mitattu paine on dynaaminen paine. Bernoullin lauseen mukaan dynaaminen paine on verrannollinen virtausnopeuden neliöön. Siksi nesteen virtausnopeus voidaan mitata pitot-putkella. Rakenteellisten parannusten jälkeen siitä tulee yhdistetty pitot-putki, nimittäin pitot-staattinen paineputki. Se on kaksikerroksinen putki taivutettu suorassa kulmassa. Ulkoholkki ja sisäholkki on tiivistetty, ja ulkoholkin ympärillä on useita pieniä reikiä. Aseta tämä holkki mitatun putkilinjan keskelle mittauksen aikana. Sisävaipan suu on suunnattu virtauspalkin suuntaan ja ulkovaipan ympärillä olevien pienten reikien aukot ovat kohtisuorassa virtauspalkin suuntaan nähden. Tässä vaiheessa voidaan mitata paine-ero sisä- ja ulkokuoren välillä nesteen virtausnopeuden laskemiseksi kyseisessä kohdassa. Pitot-putkia käytetään yleisesti nesteiden nopeuden mittaamiseen putkistoissa ja tuulitunneleissa sekä joissa. Jos kunkin osan virtausnopeus mitataan määräysten mukaisesti, se voidaan integroida mittaamaan nesteen virtausnopeutta putkilinjassa. Mutta kun neste sisältää pienen määrän hiukkasia, se voi tukkia mittausreiän, joten se soveltuu vain ei-partikkelisten nesteiden virtausnopeuden mittaamiseen. Pitot-putkia voidaan siis käyttää myös tuulen nopeuden ja virtausnopeuden mittaamiseen, mikä on pitot-putkien anemometrien periaate.
