หลักการและข้อดีของเครื่องวัดความเร็วลม

หลักการและข้อดีของเครื่องวัดความเร็วลม

หลักการทำงาน

หลักการพื้นฐานของเครื่องวัดความเร็วลมคือการวางลวดโลหะบางๆ ลงในของไหล และให้ความร้อนแก่ลวดผ่านกระแสไฟฟ้าเพื่อทำให้อุณหภูมิสูงกว่าของของไหล ดังนั้นเครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดจึงเรียกว่า "ลวดร้อน" เมื่อของเหลวไหลผ่านเส้นลวดในแนวดิ่ง จะช่วยดึงความร้อนส่วนหนึ่งของเส้นลวดออกไปและทำให้อุณหภูมิของเส้นลวดลดลง ตามทฤษฎีการแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการพาความร้อนแบบบังคับ มีความสัมพันธ์ระหว่างความร้อน Q ที่สูญเสียไปโดยสายร้อนและความเร็ว v ของของไหล โพรบลวดร้อนมาตรฐานประกอบด้วยเส้นลวดสั้นและบางที่ขึงอยู่ระหว่างขายึดสองอัน ลวดโลหะมักทำจากแพลทินัม โรเดียม ทังสเตน และโลหะอื่นๆ ที่มีจุดหลอมเหลวสูงและมีความเหนียวดี ลวดที่ใช้กันทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 μmและความยาว 2 มม. หัววัดขนาดเล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 1 μm และความยาว 0.2 มม. ตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน หัววัดลวดร้อนยังสามารถทำเป็นลวดคู่ ลวดสามเส้น ลวดเฉียง รูปทรงตัววี รูปทรงตัว X เป็นต้น เพื่อเพิ่มความแข็งแรง บางครั้งฟิล์มโลหะจึงถูกนำมาใช้แทนลวดโลหะ และมักจะพ่นฟิล์มโลหะบางๆ บนพื้นผิวที่เป็นฉนวนความร้อน ซึ่งเรียกว่าโพรบฟิล์มร้อน ต้องสอบเทียบโพรบลวดร้อนก่อนใช้งาน การสอบเทียบแบบคงที่ดำเนินการในอุโมงค์ลมมาตรฐานพิเศษ และความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วการไหลและแรงดันเอาต์พุตจะถูกวัดและวาดเป็นเส้นโค้งมาตรฐาน การสอบเทียบแบบไดนามิกดำเนินการในสนามการไหลที่ผันผวนที่ทราบ หรือในวงจรทำความร้อนของเครื่องวัดความเร็วลม ตรวจสอบการตอบสนองความถี่ของเครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อนด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะล่าสุด หากการตอบสนองความถี่ไม่ดีก็สามารถปรับปรุงได้ด้วยวงจรชดเชยที่สอดคล้องกัน

ช่วงการวัดความเร็วการไหลตั้งแต่ {{0}} ถึง 100m/s สามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน: ความเร็วต่ำ: 0 ถึง 5m/s; ความเร็วปานกลาง: 5 ถึง 40m/s; ความเร็วสูง: 40 ถึง 100m/s หัววัดความร้อนของเครื่องวัดความเร็วลมใช้สำหรับการวัด 0 ถึง 5 เมตร/วินาที หัววัดแบบล้อหมุนของเครื่องวัดความเร็วลมเหมาะสำหรับการวัดความเร็วการไหล 5 ถึง 40 เมตร/วินาที และท่อ Pitot จะให้ผลลัพธ์ดีที่สุดในช่วงความเร็วสูง เกณฑ์เพิ่มเติมสำหรับการเลือกหัววัดอัตราการไหลที่ถูกต้องของเครื่องวัดความเร็วลมคืออุณหภูมิ โดยปกติแล้ว อุณหภูมิของเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิของเครื่องวัดความเร็วลมจะอยู่ที่ประมาณบวก -70C หัววัดโรเตอร์ของเครื่องวัดความเร็วลมแบบพิเศษสามารถเข้าถึง 350C ใช้ท่อ Pitot เหนือบวก 350C

เครื่องวัดความเร็วลมมีข้อดีหลายประการ ต่อไปนี้คือข้อดีบางประการที่สำคัญกว่า:

1. ขนาดเล็กรบกวนสนามไหลเล็กน้อย

2. ช่วงแอ็พพลิเคชันกว้าง สามารถใช้ได้ไม่เฉพาะกับก๊าซเท่านั้น แต่ยังใช้กับของเหลวด้วย และสามารถใช้ในการไหลของก๊าซแบบ subsonic, transonic และ supersonic;

3. ความแม่นยำในการวัดสูงและการทำซ้ำที่ดี ข้อเสียของเครื่องวัดความเร็วลมแบบลวดร้อนคือโพรบจะขัดขวางสนามการไหล และลวดแบบร้อนจะหักได้ง่าย

4. นอกจากการวัดความเร็วเฉลี่ยแล้วยังสามารถวัดค่าการเต้นและความปั่นป่วนได้อีกด้วย นอกจากการวัดการเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวแล้ว ยังสามารถวัดส่วนประกอบความเร็วได้หลายทิศทางในเวลาเดียวกัน