مبدأ المسبار الحراري لجهاز قياس شدة الريح
يتمثل المبدأ الأساسي لجهاز قياس شدة الريح في وضع سلك معدني رفيع في سائل ، وتسخين السلك عبر تيار كهربائي لجعل درجة حرارته أعلى من درجة حرارة السائل ، لذلك يُطلق على مقياس شدة الريح السلكي اسم "السلك الساخن". عندما يتدفق السائل عبر السلك في الاتجاه العمودي ، فإنه يأخذ جزءًا من حرارة السلك ويقلل من درجة حرارة السلك. وفقًا لنظرية التبادل الحراري بالحمل القسري ، توجد علاقة بين الحرارة Q المفقودة بواسطة الخط الساخن والسرعة v للسائل. يتكون مسبار السلك الساخن القياسي من سلك قصير رفيع يمتد بين قوسين. عادة ما يتم تصنيع الأسلاك المعدنية من البلاتين والروديوم والتنغستن ومعادن أخرى ذات نقطة انصهار عالية وليونة جيدة. يبلغ قطر السلك الشائع الاستخدام 5 ميكرومتر وطوله 2 مم ؛ مسبار صغير يبلغ قطره 1 ميكرومتر فقط ويبلغ طوله 0. 2 مم.
وفقًا للأغراض المختلفة ، يمكن أيضًا تحويل مسبار السلك الساخن إلى سلك مزدوج ، سلك ثلاثي ، سلك مائل ، شكل V ، شكل X ، إلخ. من أجل زيادة القوة ، في بعض الأحيان يتم استخدام فيلم معدني بدلاً من سلك معدني ، وعادة ما يتم رش غشاء معدني رقيق على ركيزة عازلة للحرارة ، والتي تسمى مسبار الفيلم الساخن ، كما هو موضح في الشكل 2.2. يجب معايرة مجسات السلك الساخن قبل الاستخدام. يتم إجراء المعايرة الثابتة في نفق رياح قياسي خاص ، ويتم قياس العلاقة بين سرعة التدفق والجهد الناتج ورسمها كمنحنى قياسي ؛ يتم إجراء المعايرة الديناميكية في مجال تدفق متذبذب معروف ، أو في دائرة تسخين مقياس شدة الريح. تحقق من استجابة التردد لمقياس شدة السلك الساخن مع آخر إشارة كهربائية نابضة. إذا لم تكن استجابة التردد جيدة ، فيمكن تحسينها باستخدام دائرة التعويض المقابلة.
يمكن تقسيم نطاق قياس سرعة التدفق من {0} إلى 1 0 0 م / ث إلى ثلاثة أقسام: السرعة المنخفضة: 0 إلى 5 م / ث ؛ سرعة متوسطة: من 5 إلى 40 م / ث ؛ سرعة عالية: 40 إلى 100 م / ث. يستخدم المسبار الحراري لمقياس شدة الريح لقياس من 0 إلى 5 م / ث ؛ يعتبر المسبار الدوار لمقياس شدة الريح مثاليًا لقياس سرعة التدفق من 5 إلى 40 م / ث ؛ ويمكن استخدام أنبوب البيتوت للحصول على نتائج في نطاق السرعة العالية. معيار إضافي للاختيار الصحيح لمسبار معدل تدفق مقياس شدة الريح هو درجة الحرارة. عادةً ما تكون درجة حرارة المستشعر الحراري لجهاز قياس شدة الريح حوالي -70 درجة مئوية. يمكن أن يصل المسبار الدوار لمقياس شدة الريح الخاص إلى 350 درجة مئوية. تستخدم أنابيب Pitot فوق 350 درجة مئوية.
مجسات حرارية لأجهزة قياس شدة الريح
يعتمد مبدأ عمل المسبار الحراري لجهاز قياس شدة الريح على تدفق الهواء ذو التأثير البارد الذي يزيل الحرارة عن عنصر التسخين. بمساعدة مفتاح الضبط للحفاظ على ثبات درجة الحرارة ، يتناسب تيار الضبط مع معدل التدفق. عند استخدام المجسات الحرارية في التدفق المضطرب ، يؤثر تدفق الهواء من جميع الاتجاهات على العنصر الحراري في وقت واحد ، مما قد يؤثر على دقة نتائج القياس. عند القياس في التدفق المضطرب ، غالبًا ما تكون قيمة مؤشر مستشعر تدفق مقياس شدة الريح أعلى من قيمة المسبار الدوار. يمكن ملاحظة الظاهرة المذكورة أعلاه في عملية قياس خط الأنابيب. اعتمادًا على تصميم اضطراب الأنابيب المُدار ، يمكن أن يحدث حتى عند السرعات المنخفضة. لذلك ، يجب إجراء عملية قياس شدة الريح على الجزء المستقيم من خط الأنابيب. يجب أن تكون نقطة البداية للخط المستقيم 10 × D على الأقل (قطر=الأنبوب بالسم) قبل نقطة القياس ؛ يجب أن تكون نقطة النهاية على الأقل 4 × D خلف نقطة القياس. يجب عدم إعاقة قسم التدفق بأي شكل من الأشكال. (الزوايا ، والتعليق ، والأشياء ، وما إلى ذلك)
يعتمد مبدأ عمل مسبار العجلة الدوارة لجهاز قياس شدة الريح على تحويل الدوران إلى إشارة كهربائية. أولاً ، يمر عبر مستشعر القرب من أجل "حساب" دوران العجلة الدوارة وتوليد سلسلة نبضة ، يتم تحويلها بعد ذلك بواسطة الكاشف. احصل على قيمة السرعة. يعتبر المسبار ذو القطر الكبير (60 مم ، 100 مم) لجهاز قياس شدة الريح مناسبًا لقياس التدفق المضطرب بمعدلات تدفق متوسطة وصغيرة (مثل عند مخرج خط الأنابيب). يعتبر المسبار ذو العيار الصغير لجهاز قياس شدة الريح أكثر ملاءمة لقياس تدفق الهواء حيث يكون المقطع العرضي للأنبوب أكبر بمئة مرة من المقطع العرضي للمسبار.
