Tři běžně používané anemometry a jejich řešení
1. Tepelný anemometr
Přístroj na měření rychlosti, který převádí signály rychlosti proudění na elektrické signály a může také měřit teplotu nebo hustotu kapaliny. Princip spočívá v umístění tenkého kovového drátu (tzv. horkého drátu), který je ohříván elektřinou do proudu vzduchu. Odvod tepla žhavého drátu v proudu vzduchu souvisí s průtokem a odvod tepla způsobuje změnu teploty žhaveného drátu a změnu odporu. Signál průtoku je poté převeden na elektrický signál. Má dva pracovní režimy: ① konstantní proud. Proud žhaveným drátem zůstává konstantní a při změně teploty se mění odpor žhaveného drátu, což má za následek změnu napětí na obou koncích a tím měření průtoku. ② Typ konstantní teploty. Teplota horké linky zůstává konstantní, například 150 stupňů, a průtok lze měřit na základě požadovaného přiváděného proudu. Typ s konstantní teplotou je široce používán než typ s konstantním proudem.
Délka horkého drátu je obecně v rozsahu 0,5-2 milimetrů a průměr je v rozsahu 1-10 mikrometrů. Použitým materiálem je platina, wolfram nebo slitina platiny a rhodia. Pokud se místo kovového drátu použije velmi tenký (méně než 0,1 mikrometr tlustý) kovový film, nazývá se anemometr s horkým filmem, který funguje podobně jako horký drát, ale většinou se používá k měření rychlosti proudění kapaliny. Horká linka může být kromě běžného typu s jednou linií také kombinací typu dvojitá nebo trojitá, používaná k měření složek rychlosti v různých směrech. Výstup elektrického signálu z horké linky může být po zesílení, kompenzaci a digitalizaci vložen do počítače pro zlepšení přesnosti měření, automatické dokončení procesu následného zpracování dat, rozšíření funkce měření rychlosti a současné měření okamžitých a středních hodnot, kombinovaných a dílčích rychlostí, intenzity turbulence a dalších parametrů turbulence. Ve srovnání s pitotovými trubicemi má anemometr s horkým drátem menší objem sondy a menší interference s proudovým polem; Rychlá odezva, schopná měřit nestabilní rychlost proudění; Má tu výhodu, že je schopen měřit velmi nízké rychlosti (např. pouhých 0,3 metru za sekundu).
Při použití teplotně citlivé sondy v turbulenci dopadá proud vzduchu ze všech směrů současně na tepelný článek, což může ovlivnit přesnost výsledků měření. Při měření v turbulenci je údaj snímače průtoku tepelného anemometru často vyšší než údaj rotační sondy. Výše uvedený jev lze pozorovat při měření potrubí. Podle různých konstrukcí pro řízení turbulentního proudění v potrubí se může vyskytovat i při nízkých rychlostech. Proto by měl být proces měření anemometru prováděn v přímé části potrubí. Počáteční bod přímého úseku by měl být alespoň 10 × D (D=průměr trubky, v CM) mimo měřicí bod; Koncový bod by měl být alespoň 4 × D za bodem měření. Průřez kapaliny- nesmí obsahovat žádné překážky (hrany, převisy, předměty atd.).
2. Anemometr oběžného kola
Princip činnosti sondy oběžného kola anemometru je založen na převodu rotace na elektrické signály. Nejprve prochází hlavou snímající přiblížení, aby „počítal“ rotaci oběžného kola a generoval sérii pulzů. Poté se převede a zpracuje detektorem pro získání hodnoty rychlosti. Sonda s velkým-průměrem (60 mm, 100 mm) anemometru je vhodná pro měření turbulentního proudění se středními až nízkými rychlostmi (např. na výstupech z potrubí). Sonda s malým-průměrem anemometru je vhodnější pro měření proudění vzduchu v potrubích s průřezem-větším než 100krát větší než sonda.
3. Anemometr s Pitotovou trubicí
Vynalezl francouzský fyzik H. Pito v 18. století. Jednoduchá pitotova trubice má kovovou tenkou trubici s malým otvorem na konci jako trubku vedení tlaku, která měří celkový tlak tekutiny ve směru paprsku toku; Další tlaková trubka je vyvedena ze stěny hlavního potrubí poblíž přední části kovové tenké trubky pro měření statického tlaku. Diferenční tlakoměr je napojen na dvě tlaková potrubí a měřeným tlakem je dynamický tlak. Podle Bernoulliho věty je dynamický tlak úměrný druhé mocnině rychlosti proudění. Proto lze rychlost proudění tekutiny měřit pomocí Pitotovy trubice. Po konstrukčních vylepšeních se stává kombinovanou pitotovou trubicí, konkrétně pitotovou statickou tlakovou trubicí. Jedná se o dvouvrstvou trubku ohnutou do pravého úhlu. Vnější pouzdro a vnitřní pouzdro jsou utěsněny a kolem vnějšího pouzdra je několik malých otvorů. Při měření zasuňte tuto manžetu do středu měřeného potrubí. Ústí vnitřního pouzdra je obráceno ke směru paprsku toku a otvory malých otvorů kolem vnějšího pouzdra jsou kolmé ke směru paprsku toku. V tomto bodě lze měřit tlakový rozdíl mezi vnitřním a vnějším pláštěm pro výpočet rychlosti proudění tekutiny v tomto bodě. Pitotovy trubice se běžně používají k měření rychlosti tekutin v potrubích a aerodynamických tunelech a také v řekách. Pokud je rychlost proudění každé sekce měřena podle předpisů, může být integrována pro měření průtoku tekutiny v potrubí. Pokud však kapalina obsahuje malé množství částic, může zablokovat měřicí otvor, takže je vhodná pouze pro měření průtoku nečásticových kapalin. Pitotovy trubice lze tedy použít i k měření rychlosti větru a průtoku, což je princip pitotových anemometrů.
