Princípio da sonda térmica do anemômetro
O princípio básico de um anemômetro é colocar um fio metálico fino em um fluido e passar uma corrente elétrica para aquecer o fio de modo que sua temperatura seja superior à temperatura do fluido, por isso o anemômetro de fio é chamado de "fio quente". Quando o fluido flui através do fio metálico na direção vertical, ele retira parte do calor do fio metálico, fazendo com que a temperatura do fio metálico caia. De acordo com a teoria da troca de calor por convecção forçada, pode-se deduzir que existe uma relação entre o calor Q perdido pelo fio quente e a velocidade v do fluido. Uma sonda de fio quente padrão consiste em um fio curto e fino esticado entre dois suportes. O fio metálico é geralmente feito de metais com altos pontos de fusão e boa ductilidade, como platina, ródio e tungstênio. Os fios comumente usados têm diâmetro de 5 μm e comprimento de 2 mm; a pequena sonda tem um diâmetro de apenas 1 μm e um comprimento de 0,2 mm.
De acordo com diferentes usos, as sondas de fio quente também são transformadas em fios duplos, fios triplos, fios oblíquos, formatos em V, formatos em X, etc. Para aumentar a resistência, às vezes é usado um filme de metal em vez de um fio de metal. Uma fina película metálica é geralmente pulverizada sobre um substrato termicamente isolante, denominado sonda de película quente, conforme mostrado na Figura 2.2. As sondas de fio quente devem ser calibradas antes do uso. A calibração estática é realizada em um túnel de vento padrão especial, e a relação entre a velocidade do fluxo e a tensão de saída é medida e desenhada em uma curva padrão; a calibração dinâmica é realizada em um campo de fluxo pulsante conhecido ou adicionando um circuito de aquecimento ao anemômetro. O último sinal elétrico pulsante é usado para verificar a resposta de frequência do anemômetro de fio quente. Se a resposta de frequência não for boa, o circuito de compensação correspondente pode ser usado para melhorá-la.
A faixa de medição de velocidade de fluxo de {{0}} a 100m/s pode ser dividida em três seções: baixa velocidade: 0 a 5m/s; velocidade média: 5 a 40m/s; alta velocidade: 40 a 100m/s. A sonda térmica do anemômetro é utilizada para medições de 0 a 5m/s; a sonda de roda do anemômetro é ideal para medir vazões de 5 a 40m/s; e o tubo pitot pode ser usado para obter resultados na faixa de alta velocidade. Um critério adicional para a seleção correta da sonda de velocidade de fluxo de um anemômetro é a temperatura. Normalmente, a temperatura operacional do sensor térmico de um anemômetro é de cerca de +-70C. A sonda da roda do anemômetro especial pode atingir 350C. O tubo Pitot é usado acima de +350C.
Sonda térmica para anemômetro
O princípio de funcionamento da sonda térmica do anemômetro é baseado no fluxo de ar de impacto frio retirando o calor do elemento de aquecimento. Com a ajuda de um interruptor de ajuste para manter a temperatura constante, a corrente de ajuste é proporcional à vazão. Ao usar uma sonda térmica em fluxo turbulento, o fluxo de ar de todas as direções atinge o elemento térmico simultaneamente, afetando a precisão dos resultados da medição. Ao medir em fluxo turbulento, o valor de indicação do sensor de fluxo do anemômetro térmico é frequentemente maior que o da sonda de roda. Os fenômenos acima podem ser observados durante a medição da tubulação. Dependendo do projeto de como a turbulência da tubulação é gerenciada, ela pode ocorrer mesmo em baixas velocidades. Portanto, o processo de medição do anemômetro deve ser realizado na parte reta do tubo. O ponto inicial da parte reta deve estar pelo menos 10×D (D=diâmetro do tubo, em CM) à frente do ponto de medição; o ponto final deve estar pelo menos 4×D após o ponto de medição. Não deve haver obstrução na seção de fluido. (bordas, saliências, objetos, etc.)
O princípio de funcionamento da sonda de roda do anemômetro baseia-se na conversão da rotação em sinais elétricos. Primeiramente, através de uma partida por indução de proximidade, a rotação da roda é “contada” e uma série de pulsos é gerada, que é então convertida e processada pelo detector. Obtenha o valor da velocidade. A sonda de grande diâmetro (60 mm, 100 mm) do anemômetro é adequada para medir fluxos turbulentos com vazões médias e pequenas (como na saída do tubo). A sonda de pequeno diâmetro do anemômetro é mais adequada para medir o fluxo de ar onde a seção transversal do tubo é mais de 100 vezes maior que a seção transversal da cabeça de exploração.
