Nguyên lý đầu dò nhiệt của máy đo gió
Nguyên lý cơ bản của máy đo gió là đặt một dây kim loại mỏng vào chất lỏng và truyền một dòng điện làm nóng dây sao cho nhiệt độ của nó cao hơn nhiệt độ của chất lỏng, vì vậy máy đo gió có dây được gọi là "dây nóng". Khi chất lỏng chảy qua dây kim loại theo phương thẳng đứng sẽ lấy đi một phần nhiệt lượng từ dây kim loại khiến nhiệt độ của dây kim loại giảm xuống. Theo lý thuyết trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, có thể suy ra rằng có mối quan hệ giữa nhiệt Q bị mất đi bởi dây nóng và vận tốc v của chất lỏng. Đầu dò dây nóng tiêu chuẩn bao gồm một sợi dây ngắn, mỏng kéo dài giữa hai giá đỡ. Dây kim loại thường được làm bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao và độ dẻo tốt như bạch kim, rhodium và vonfram. Các dây thường được sử dụng có đường kính 5μm và chiều dài 2 mm; đầu dò nhỏ có đường kính chỉ 1μm và chiều dài 0.2mm.
Theo các mục đích sử dụng khác nhau, đầu dò dây nóng cũng được chế tạo thành dây đôi, dây ba, dây xiên, hình chữ V, hình chữ X, v.v. Để tăng độ bền, đôi khi người ta sử dụng màng kim loại thay cho dây kim loại. Một màng kim loại mỏng thường được phun lên bề mặt cách nhiệt, gọi là đầu dò màng nóng, như trên Hình 2.2. Đầu dò dây nóng phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng. Hiệu chuẩn tĩnh được thực hiện trong một đường hầm gió tiêu chuẩn đặc biệt và mối quan hệ giữa tốc độ dòng chảy và điện áp đầu ra được đo và vẽ thành một đường cong tiêu chuẩn; hiệu chuẩn động được thực hiện trong trường dòng dao động đã biết hoặc bằng cách thêm mạch gia nhiệt vào máy đo gió. Tín hiệu điện xung cuối cùng được sử dụng để xác minh đáp ứng tần số của máy đo gió dây nóng. Nếu đáp ứng tần số không tốt, mạch bù tương ứng có thể được sử dụng để cải thiện.
Phạm vi đo vận tốc dòng chảy từ {{0}} đến 100m/s có thể được chia thành ba phần: tốc độ thấp: 0 đến 5m/s; tốc độ trung bình: 5 đến 40m/s; tốc độ cao: 40 đến 100m/s. Đầu dò nhiệt của máy đo gió được sử dụng để đo từ 0 đến 5m/s; đầu dò bánh xe của máy đo gió là lý tưởng để đo tốc độ dòng chảy từ 5 đến 40m/s; và ống pitot có thể được sử dụng để thu được kết quả ở phạm vi tốc độ cao. Một tiêu chí bổ sung để lựa chọn chính xác đầu dò tốc độ dòng chảy của máy đo gió là nhiệt độ. Thông thường nhiệt độ hoạt động của cảm biến nhiệt của máy đo gió là khoảng +-70C. Đầu dò bánh xe của máy đo gió đặc biệt có thể đạt tới 350C. Ống pitot được sử dụng trên +350C.
Đầu dò nhiệt cho máy đo gió
Nguyên lý làm việc của đầu dò nhiệt của máy đo gió dựa trên luồng không khí tác động lạnh lấy đi nhiệt trên bộ phận làm nóng. Với sự trợ giúp của công tắc điều chỉnh để giữ nhiệt độ không đổi, dòng điện điều chỉnh tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy. Khi sử dụng đầu dò nhiệt trong dòng chảy hỗn loạn, luồng không khí từ mọi hướng sẽ đồng thời chạm vào bộ phận nhiệt, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo. Khi đo trong dòng chảy rối, giá trị chỉ thị của cảm biến lưu lượng máy đo gió nhiệt thường cao hơn giá trị chỉ thị của đầu dò bánh xe. Hiện tượng trên có thể được quan sát thấy trong quá trình đo đường ống. Tùy thuộc vào thiết kế cách quản lý nhiễu loạn đường ống, nó có thể xảy ra ngay cả ở tốc độ thấp. Vì vậy, quá trình đo máy đo gió nên được thực hiện trên phần thẳng của đường ống. Điểm bắt đầu của phần đường thẳng phải có ít nhất 10×D (đường kính ống D{1}}, tính bằng CM) ở phía trước điểm đo; điểm cuối phải cách điểm đo ít nhất 4×D. Không được có vật cản trong phần chất lỏng. (cạnh, phần nhô ra, vật thể, v.v.)
Nguyên lý làm việc của đầu dò bánh xe của máy đo gió dựa trên việc chuyển đổi chuyển động quay thành tín hiệu điện. Đầu tiên, thông qua khởi động cảm ứng tiệm cận, chuyển động quay của bánh xe được "đếm" và một chuỗi xung được tạo ra, sau đó được chuyển đổi và xử lý bởi máy dò. Lấy giá trị tốc độ. Đầu dò đường kính lớn (60mm, 100mm) của máy đo gió phù hợp để đo dòng chảy hỗn loạn với tốc độ dòng chảy trung bình và nhỏ (chẳng hạn như ở đầu ra của đường ống). Đầu dò đường kính nhỏ của máy đo gió phù hợp hơn để đo luồng không khí trong đó mặt cắt ngang của ống lớn hơn 100 lần so với mặt cắt ngang của đầu thăm dò.
