Anemometrs ir instruments, kas mēra gaisa ātrumu. Ir daudz tā veidu. Visbiežāk meteoroloģiskajās stacijās izmanto vēja kausa anemometru. Tas sastāv no trīs paraboliski konusa tukšām krūzītēm, kas piestiprinātas pie kronšteina 120 grādu leņķī viena pret otru, veidojot sensoru daļu. Tukšo krūzīšu ieliektās virsmas ir vienā virzienā. Visa indukcijas daļa ir uzstādīta uz vertikālas rotējošas vārpstas. Vēja ietekmē vēja kauss griežas ap vārpstu ar ātrumu, kas ir proporcionāls vēja ātrumam. Šodien iepazīstināsim ar trim anemometriem:
1. Termiskais anemometrs
Tahometrs, kas pārvērš plūsmas ātruma signālu elektriskā signālā, kā arī var izmērīt šķidruma temperatūru vai blīvumu. Princips ir tāds, ka gaisa plūsmā ievieto plānu metāla stiepli (ko sauc par karsto stiepli), ko silda ar elektrību, un karstā stieples siltuma izkliede gaisa plūsmā ir saistīta ar plūsmas ātrumu, un siltuma izkliede izraisa karstās stieples temperatūras izmaiņas, lai izraisītu pretestības izmaiņas, un plūsmas ātruma signāls tiek pārveidots par elektrisko signālu. Tam ir divi darba režīmi: ①Pastāvīga plūsma. Strāva caur karsto vadu paliek nemainīga, un, mainoties temperatūrai, mainās karstā stieples pretestība, un tādējādi mainās spriegums abos galos, tādējādi mērot plūsmas ātrumu. ② Pastāvīgas temperatūras veids. Karstās stieples temperatūra tiek uzturēta nemainīga, piemēram, 150 grādi, un plūsmas ātrumu var izmērīt saskaņā ar nepieciešamo strāvu. Pastāvīgās temperatūras veids tiek izmantots plašāk nekā nemainīgas plūsmas veids.
Karstās stieples garums parasti ir diapazonā no {0}},5 līdz 2 mm, diametrs ir diapazonā no 1 līdz 10 mikroniem, un materiāls ir platīns, volframs vai platīna-rodijs. sakausējums. Ja metāla stieples nomaiņai izmanto ļoti plānu (biezumu mazāku par 0,1 mikronu) metāla plēvi, tas ir karstās plēves anemometrs. Papildus parastajam viena vada tipam karstais vads var būt arī kombinēts divu vadu vai trīs vadu veids, lai mērītu ātruma komponentus visos virzienos. Karstās stieples elektriskā signāla izvade tiek pastiprināta, kompensēta un digitalizēta un pēc tam ievadīta datorā, kas var uzlabot mērījumu precizitāti, automātiski pabeigt datu pēcapstrādes procesu un paplašināt ātruma mērīšanas funkcijas, piemēram, vienlaicīga momentāno mērījumu pabeigšana. vērtība un laika vidējā vērtība, kombinētais ātrums un apakšātrums, turbulences pakāpe un citi turbulences parametri. Salīdzinot ar pitot cauruli, karstās stieples anemometram [1] ir mazs zondes izmērs, mazi traucējumi plūsmas laukā, ātra reakcija un tas var izmērīt nestabilu plūsmas ātrumu;
Lietojot termiskās zondes turbulentā plūsmā, gaisa plūsma no visiem virzieniem vienlaicīgi skar termisko elementu, ietekmējot mērījumu rezultātu precizitāti. Mērot turbulentā plūsmā, termiskā anemometra plūsmas sensoriem parasti ir augstāki rādītāji nekā rotora zondēm. Iepriekš minētās parādības var novērot cauruļvada mērījumu laikā. Atkarībā no konstrukcijas, kas pārvalda turbulenci caurulē, tā var rasties pat pie maziem ātrumiem. Tāpēc anemometra mērīšanas process jāveic cauruļvada taisnajā posmā. Taisnās līnijas daļas sākuma punktam jābūt vismaz 10×D pirms mērījuma punkta (D=caurules diametrs, CM); beigu punktam jāatrodas vismaz 4 × D aiz mērījuma punkta. Šķidruma sekcijai nedrīkst būt nekādi šķēršļi (malas, atkārtoti piekares, priekšmeti utt.).
2. Darbrata anemometrs
Anemometra lāpstiņriteņa zondes darbības princips ir balstīts uz rotācijas pārvēršanu elektriskajā signālā, vispirms caur tuvuma indukcijas galviņu, "skaitot" lāpstiņriteņa rotāciju un ģenerējot impulsu sēriju, un pēc tam pārveidojot ar detektoru, lai iegūtu. ātrums. vērtību. Anemometra liela diametra zonde (60 mm, 100 mm) ir piemērota turbulentas plūsmas mērīšanai ar vidēju un mazu plūsmas ātrumu (piemēram, pie caurules izejas). Anemometra maza diametra zonde ir vairāk piemērota gaisa plūsmas mērīšanai, kuras caurules šķērsgriezuma laukums ir vairāk nekā 100 reizes lielāks par zondes šķērsgriezuma laukumu.
3. Pito caurules anemometrs
To 18. gadsimtā izgudroja franču fiziķis H. Pito. Visvienkāršākajā Pito caurulē ir plāna metāla caurule ar nelielu caurumu galā kā spiediena virzošā caurule, kas mēra kopējo šķidruma spiedienu plūsmas stara virzienā; vēl viena virzošā caurule tiek izvilkta no galvenās caurules sienas netālu no plānās metāla caurules priekšpuses. Nospiediet cauruli un izmēra statisko spiedienu. Diferenciālā spiediena mērītājs ir savienots ar divām spiediena vadošajām caurulēm, un izmērītais spiediens ir dinamiskais spiediens. Saskaņā ar Bernulli teorēmu dinamiskais spiediens ir proporcionāls plūsmas ātruma kvadrātam. Tāpēc šķidruma plūsmas ātrumu var izmērīt ar pitot cauruli. Pēc struktūras uzlabošanas tā kļūst par kombinētu pitot cauruli, tas ir, par pitot-statisko spiediena cauruli. Tā ir taisnā leņķī saliekta divslāņu caurule. Ārējā uzmava un iekšējā uzmava ir noslēgtas, un ap ārējo uzmavu ir vairāki nelieli caurumi. Veicot mērījumus, ievietojiet šo uzmavu pārbaudāmās caurules vidū. Iekšējā apvalka sprausla ir vērsta pret plūsmas stara virzienu, un mazā cauruma atvere ap ārējo apvalku ir tieši perpendikulāra plūsmas stara virzienam. Šobrīd šķidruma plūsmas ātrumu šajā brīdī var aprēķināt, izmērot spiediena starpību starp iekšējo un ārējo apvalku. Pito caurules bieži izmanto, lai mērītu šķidrumu ātrumu caurulēs un vēja tuneļos, kā arī upes ātrumu. Ja katras sekcijas plūsmas ātrumu mēra saskaņā ar noteikumiem, to var izmantot, lai pēc integrācijas izmērītu šķidruma plūsmas ātrumu cauruļvadā. Tomēr, ja šķidrums satur nelielu daudzumu daļiņu, tas var bloķēt mērīšanas atveri, tāpēc tas ir piemērots tikai daļiņu nesaturošu šķidrumu plūsmas mērīšanai. Tāpēc Pito cauruli var izmantot arī vēja ātruma un vēja plūsmas mērīšanai, kas ir Pito caurules anemometra princips.
