Három általánosan használt szélmérő és megoldásaik
1. Termikus szélmérő
Sebességmérő műszer, amely az áramlási sebesség jeleit elektromos jelekké alakítja, és képes mérni a folyadék hőmérsékletét vagy sűrűségét is. Az elv az, hogy egy vékony fémhuzalt (úgynevezett forró drótot) helyezzenek a légáramba, amelyet elektromosság melegít fel. A forró huzal hőleadása a légáramban összefügg az áramlási sebességgel, és a hőleadás a forró huzal hőmérsékletének változását és az ellenállás változását okozza. Az áramlási sebesség jelét ezután elektromos jellé alakítják. Két üzemmódja van: ① állandó áram. A forró vezetéken áthaladó áram állandó marad, és a hőmérséklet változása esetén a forró vezeték ellenállása megváltozik, aminek következtében a feszültség mindkét végén megváltozik, így mérve az áramlási sebességet. ② Állandó hőmérsékletű típus. A forródrót hőmérséklete állandó marad, például 150 fok, és az áramlási sebesség a szükséges alkalmazott áram alapján mérhető. Az állandó hőmérsékletű típust szélesebb körben használják, mint az állandó áramú típust.
A forró huzal hossza általában 0,5-2 milliméter, átmérője pedig 1-10 mikrométer. A felhasznált anyag platina, volfrám vagy platina ródiumötvözet. Ha fémhuzal helyett nagyon vékony (0,1 mikronnál kisebb vastagságú) fémfóliát használunk, akkor ezt forrófilmes anemométernek nevezzük, amely a forró huzalhoz hasonlóan működik, de leginkább folyadékáramlási sebesség mérésére szolgál. A szokványos egyvonalas típuson kívül a forródrót kettős vagy hármas vonalas típus kombinációja is lehet, amely különböző irányú sebességkomponensek mérésére szolgál. A forródrót elektromos jele erősítés, kompenzáció és digitalizálás után bevihető a számítógépbe a mérési pontosság javítása, az adatok utófeldolgozási folyamatának automatikus befejezése, a sebességmérés funkció bővítése, valamint a pillanatnyi és középértékek, kombinált és részsebességek, turbulencia intenzitás és egyéb turbulencia paraméterek egyidejű mérése. A pitot-csövekkel összehasonlítva a forró huzalos szélmérő kisebb szondatérfogattal rendelkezik, és kevésbé zavarja az áramlási mezőt; Gyors reagálás, képes instabil áramlási sebesség mérésére; Előnye, hogy nagyon alacsony sebességet is képes mérni (például akár 0,3 méter/másodperc).
Ha turbulenciában hőérzékeny szondát használunk, a minden irányból érkező légáramlás egyszerre hat a hőelemre, ami befolyásolhatja a mérési eredmények pontosságát. Turbulencia esetén a termikus szélmérő áramlásérzékelője gyakran magasabb, mint a forgószondáé. A fenti jelenség a csővezetékes mérés során figyelhető meg. A csővezetékek turbulens áramlásának kezelésére szolgáló különböző tervek szerint akár alacsony sebességnél is előfordulhat. Ezért az anemométeres mérési folyamatot a csővezeték egyenes szakaszán kell elvégezni. Az egyenes szakasz kezdőpontja legalább 10 × D (D=csőátmérő, cm-ben) legyen a mérési ponton kívül; A végpontnak legalább 4 × D-vel a mérési pont mögött kell lennie. A folyadék keresztmetszetén- nem lehetnek akadályok (élek, túlnyúlások, tárgyak stb.).
2. Járókerék szélmérő
Az anemométer járókerekes szondájának működési elve a forgás elektromos jelekké alakításán alapul. Először egy közelségérzékelő fejen halad át, hogy "megszámolja" a járókerék forgását, és impulzussorozatot generáljon. Ezután egy detektor átalakítja és feldolgozza, hogy megkapja a sebességértéket. Az anemométer nagy-átmérőjű szondája (60 mm, 100 mm) alkalmas közepes és kis sebességű turbulens áramlás mérésére (például a csővezeték kimeneteinél). A szélmérő kis átmérőjű szondája alkalmasabb a légáramlás mérésére olyan csővezetékekben, amelyek keresztmetszete meghaladja a szonda 100-szorosát.
3. Pitot csöves szélmérő
H. Pito francia fizikus találta fel a 18. században. Egy egyszerű pitot-csőben van egy vékony fémcső, amelynek végén kis lyuk van nyomásvezető csőként, amely a folyadék össznyomását méri az áramlási nyaláb irányában; A statikus nyomás mérésére egy másik nyomócsövet vezetnek ki a fő csővezeték falából a vékony fémcső eleje közelében. A nyomáskülönbségmérő két nyomócsőhöz van csatlakoztatva, a mért nyomás pedig a dinamikus nyomás. Bernoulli tétele szerint a dinamikus nyomás arányos az áramlási sebesség négyzetével. Ezért a folyadék áramlási sebessége pitot-cső segítségével mérhető. Szerkezeti fejlesztések után kombinált pitot csővé, nevezetesen pitot statikus nyomású csővé válik. Ez egy kétrétegű, derékszögben hajlított cső. A külső hüvely és a belső hüvely tömített, a külső hüvely körül több kis lyuk található. Méréskor ezt a hüvelyt helyezze be a mért csővezeték közepébe. A belső burkolat szája az áramlási sugár irányába néz, a külső burkolat körüli kis lyukak nyílásai pedig merőlegesek az áramlási sugár irányára. Ezen a ponton a belső és a külső burkolat közötti nyomáskülönbség mérhető, és kiszámítható a folyadék áramlási sebessége az adott ponton. A Pitot-csöveket általában a folyadékok sebességének mérésére használják csővezetékekben és szélcsatornákban, valamint folyókban. Ha az egyes szakaszok áramlási sebességét az előírásoknak megfelelően mérik, akkor integrálható a csővezetékben lévő folyadék áramlási sebességének mérésére. De ha a folyadék kis mennyiségű részecskét tartalmaz, akkor elzárhatja a mérőlyukat, így csak nem részecskés folyadékok áramlási sebességének mérésére alkalmas. Tehát a pitot csöveket szélsebesség és áramlási sebesség mérésére is lehet használni, ami a pitot csöves anemométerek elve.
