Nguyên lý hoạt động của cảm biến tốc độ gió ống pitot
Ống Pitot hay còn gọi là "ống tốc độ không khí", "ống tốc độ gió", là dụng cụ đo tổng áp suất luồng khí và áp suất tĩnh để xác định tốc độ luồng khí của một thiết bị hình ống, do H. Pitot người Pháp phát minh và đặt tên là.
Rất khó để đo trực tiếp tốc độ của luồng không khí bằng phương pháp thực nghiệm, nhưng áp suất của luồng không khí có thể dễ dàng đo được bằng áp kế. Nó chủ yếu được sử dụng để đo tốc độ của máy bay, nhưng cũng có nhiều chức năng khác. Do đó, áp suất có thể được đo bằng ống Pitot và sau đó có thể tính được tốc độ của luồng khí bằng cách áp dụng định lý Bernoulli. Ống pitot gồm một đầu tròn của vỏ kép (xem hình), đường kính vỏ ngoài D, ở tâm đầu tròn O tại miệng lỗ chịu áp toàn phần nối với vỏ trong, nối với một đầu của ống pitot. áp kế, đường kính của lỗ cho {{0}}.3 ~ 0.6 D. Trong vỏ ngoài tính từ mặt bên của chữ O khoảng 3 ~ 8 DC ở chu vi chu vi mở đều một hàng của các lỗ áp suất tĩnh vuông góc với thành vỏ ngoài, mặt khác nối với áp kế, ống Pitot đặt ở mong muốn đo tốc độ của dòng khí không đổi, nhờ đó ống được dùng để tính định lý Bernoulli về không khí vận tốc. Ống pitot được đặt trong luồng không khí không đổi, sao cho trục ống và hướng của luồng khí giống nhau, mép đầu của ống đối với luồng đi vào. Khi luồng khí tiến gần đến điểm O, tốc độ dòng chảy giảm dần, dòng khí đến điểm O dừng lại bằng không. Vậy điểm O đo được là áp suất tổng P. Thứ hai, do ống rất mỏng nên điểm C cách điểm O đủ xa nên điểm C ở tốc độ và áp suất về cơ bản đã được khôi phục về như cũ với vận tốc đi vào V và áp suất P bằng giá trị của áp suất và do đó đo được tại điểm C là áp suất tĩnh. Đối với dòng chảy có vận tốc thấp, phương trình xác định tốc độ dòng chảy được đưa ra theo định lý Bernoulli:
Theo tổng áp suất đo được bằng áp kế và chênh lệch áp suất tĩnh PP, cũng như mật độ chất lỏng ρ, có thể được tính theo công thức tính tốc độ của luồng khí.
Nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ gió siêu âm
Nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ gió siêu âm là sử dụng phương pháp chênh lệch thời gian siêu âm để đạt được phép đo tốc độ gió. Vì tốc độ truyền âm trong không khí và hướng gió sẽ phụ thuộc vào vận tốc không khí. Nếu hướng truyền của sóng siêu âm giống với hướng gió thì tốc độ của nó sẽ được tăng tốc; ngược lại, nếu hướng truyền của sóng siêu âm ngược với hướng gió thì tốc độ của nó sẽ bị chậm lại. Do đó, trong điều kiện phát hiện cố định, tốc độ truyền siêu âm trong không khí có thể tương ứng với hàm tốc độ gió. Tốc độ và hướng gió chính xác có thể thu được bằng tính toán. Vì tốc độ truyền sóng âm trong không khí bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ; cảm biến tốc độ gió phát hiện hai hướng ngược nhau trên hai kênh nên ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ của sóng âm là không đáng kể.
Cảm biến gió siêu âm có trọng lượng nhẹ, không có bộ phận chuyển động, chắc chắn và không cần bảo trì hay hiệu chuẩn hiện trường, đồng thời có thể xuất ra cả tốc độ và hướng gió. Khách hàng có thể chọn đơn vị tốc độ gió, tần số đầu ra và định dạng đầu ra theo nhu cầu của mình. Hệ thống sưởi (được khuyến nghị cho môi trường lạnh) hoặc đầu ra tương tự cũng có sẵn theo yêu cầu. Nó có thể được kết nối với máy tính, bộ thu thập dữ liệu hoặc thiết bị thu thập khác có tương thích với RS485 hoặc đầu ra analog. Nếu được yêu cầu, nó cũng có thể được sử dụng trong một mạng gồm nhiều đơn vị.
Máy đo hướng và tốc độ gió siêu âm là một công cụ tiên tiến hơn để đo tốc độ và hướng gió. Vì nó khắc phục tốt những khuyết điểm cố hữu của máy đo gió cơ học nên có thể hoạt động bình thường trong thời gian dài trong mọi thời tiết và ngày càng được sử dụng rộng rãi. Nó sẽ là một sự thay thế mạnh mẽ cho máy đo gió cơ học.
