Ba máy đo gió thường được sử dụng và giải pháp của chúng
1. Máy đo gió nhiệt
Dụng cụ đo tốc độ chuyển đổi tín hiệu tốc độ dòng chảy thành tín hiệu điện và cũng có thể đo nhiệt độ hoặc mật độ chất lỏng. Nguyên lý là đặt một sợi dây kim loại mỏng (gọi là dây nóng) được đốt nóng bằng điện trong luồng không khí. Sự tản nhiệt của dây nóng trong luồng không khí có liên quan đến tốc độ dòng chảy, và sự tản nhiệt gây ra sự thay đổi nhiệt độ của dây nóng và thay đổi điện trở. Tín hiệu tốc độ dòng chảy sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Nó có hai chế độ làm việc: ① dòng điện không đổi. Dòng điện qua dây nóng không đổi và khi nhiệt độ thay đổi, điện trở của dây nóng thay đổi, dẫn đến điện áp ở cả hai đầu thay đổi, từ đó đo được tốc độ dòng chảy. ② Loại nhiệt độ không đổi. Nhiệt độ của đường dây nóng không đổi, chẳng hạn như ở 150 độ và tốc độ dòng chảy có thể được đo dựa trên dòng điện yêu cầu. Loại nhiệt độ không đổi được sử dụng rộng rãi hơn loại dòng điện không đổi.
Chiều dài của dây nóng thường nằm trong khoảng 0,5-2 mm và đường kính nằm trong khoảng 1-10 micromet. Vật liệu được sử dụng là hợp kim rhodium bạch kim, vonfram hoặc bạch kim. Nếu sử dụng màng kim loại rất mỏng (dày dưới 0,1 micron) thay vì dây kim loại thì nó được gọi là máy đo gió màng nóng, có chức năng tương tự như dây nóng nhưng chủ yếu được sử dụng để đo tốc độ dòng chất lỏng. Ngoài loại đường đơn thông thường, đường dây nóng còn có thể là sự kết hợp của loại đường đôi hoặc đường ba, dùng để đo các thành phần vận tốc theo nhiều hướng khác nhau. Tín hiệu điện đầu ra từ đường dây nóng, sau khi khuếch đại, bù và số hóa, có thể được đưa vào máy tính để cải thiện độ chính xác của phép đo, tự động hoàn thành quy trình xử lý hậu kỳ dữ liệu, mở rộng chức năng đo tốc độ và đồng thời đo các giá trị tức thời và trung bình, vận tốc kết hợp và một phần, cường độ nhiễu loạn và các thông số nhiễu loạn khác. So với ống pitot, máy đo gió dây nóng có thể tích đầu dò nhỏ hơn và ít nhiễu hơn với trường dòng chảy; Phản ứng nhanh, có khả năng đo vận tốc dòng chảy không ổn định; Nó có ưu điểm là có thể đo tốc độ rất thấp (chẳng hạn như thấp tới 0,3 mét mỗi giây).
Khi sử dụng đầu dò nhạy cảm với nhiệt trong tình trạng nhiễu loạn, luồng không khí từ mọi hướng đồng thời tác động đến bộ phận nhiệt, điều này có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo. Khi đo trong điều kiện nhiễu loạn, số đọc của cảm biến lưu lượng máy đo gió nhiệt thường cao hơn so với đầu dò quay. Hiện tượng trên có thể được quan sát thấy trong quá trình đo đường ống. Theo các thiết kế khác nhau để quản lý dòng chảy rối trong đường ống, nó thậm chí có thể xảy ra ở tốc độ thấp. Do đó, quá trình đo máy đo gió nên được thực hiện trên đoạn thẳng của đường ống. Điểm bắt đầu của đoạn thẳng phải có đường kính ống ít nhất là 10 × D (D{6}}, tính bằng CM) bên ngoài điểm đo; Điểm cuối phải cách điểm đo ít nhất 4 × D. Mặt cắt ngang chất lỏng-không được có bất kỳ vật cản nào (cạnh, phần nhô ra, vật thể, v.v.).
2. Máy đo gió cánh quạt
Nguyên lý làm việc của đầu dò cánh quạt của máy đo gió dựa trên việc chuyển đổi chuyển động quay thành tín hiệu điện. Đầu tiên, nó đi qua một đầu cảm biến tiệm cận để “đếm” chuyển động quay của cánh quạt và tạo ra một chuỗi xung. Sau đó, nó được chuyển đổi và xử lý bởi máy dò để thu được giá trị tốc độ. Đầu dò đường kính-lớn (60mm, 100mm) của máy đo gió phù hợp để đo dòng chảy rối với vận tốc từ trung bình đến thấp (chẳng hạn như tại các đầu ra của đường ống). Đầu dò đường kính-nhỏ của máy đo gió phù hợp hơn để đo luồng không khí trong đường ống có diện tích mặt cắt ngang-lớn hơn 100 lần so với đầu dò.
3. Máy đo gió ống pitot
Được phát minh bởi nhà vật lý người Pháp H. Pito vào thế kỷ 18. Một ống pitot đơn giản có một ống mỏng bằng kim loại có một lỗ nhỏ ở cuối làm ống dẫn áp, dùng để đo áp suất tổng của chất lỏng theo hướng của chùm tia; Một ống áp suất khác được dẫn ra khỏi thành ống chính gần mặt trước của ống kim loại mỏng để đo áp suất tĩnh. Đồng hồ đo chênh lệch áp suất được nối với hai ống áp suất và áp suất đo được là áp suất động. Theo định lý Bernoulli, áp suất động tỉ lệ với bình phương vận tốc dòng chảy. Do đó, tốc độ dòng chảy của chất lỏng có thể được đo bằng ống pitot. Sau khi cải tiến cấu trúc, nó trở thành ống pitot kết hợp, cụ thể là ống áp suất tĩnh pitot. Nó là một ống hai lớp được uốn cong theo một góc vuông. Tay áo bên ngoài và tay áo bên trong được bịt kín, xung quanh tay áo bên ngoài có một số lỗ nhỏ. Khi đo, chèn ống bọc này vào giữa đường ống đo. Miệng của vỏ bên trong hướng về hướng của chùm tia và các lỗ nhỏ xung quanh vỏ ngoài vuông góc với hướng của chùm tia. Tại thời điểm này, có thể đo chênh lệch áp suất giữa vỏ bên trong và bên ngoài để tính tốc độ dòng chảy của chất lỏng tại điểm đó. Ống pitot thường được sử dụng để đo vận tốc của chất lỏng trong đường ống và đường hầm gió cũng như ở sông. Nếu đo vận tốc dòng chảy của từng đoạn theo quy định thì có thể tích hợp để đo vận tốc dòng chảy của chất lỏng trong đường ống. Nhưng khi chất lỏng chứa một lượng nhỏ hạt, nó có thể chặn lỗ đo, do đó nó chỉ thích hợp để đo tốc độ dòng chảy của chất lỏng không hạt. Vì vậy, ống pitot cũng có thể được sử dụng để đo tốc độ gió và tốc độ dòng chảy, đó là nguyên lý của máy đo gió ống pitot.
