Термоанемометр это: ТЕРМОАНЕМОМЕТР | это… Что такое ТЕРМОАНЕМОМЕТР?

Содержание

ТЕРМОАНЕМОМЕТР | это… Что такое ТЕРМОАНЕМОМЕТР?

ТолкованиеПеревод

ТЕРМОАНЕМОМЕТР

ТЕРМОАНЕМОМЕТР: прибор для измерения скорости потока жидкости или газа от 0,1 м/с и выше, принцип действия к-рого основан на зависимости между скоростью потока v и теплоотдачей проволочки, помещённой в поток и нагретой электрич. током. Осн. часть Т.— мост измерительный (рис.), в одно плечо к-рого включён чувствит. элемент в виде нити из никеля, вольфрама или из платины длиной 3—12 мм и диам. 0,005—0,15 мм, укреплённой на тонких электропроводных стержнях. Кол-во теплоты, передаваемой нагретой проволочкой потоку жидкости (газа), зависит от физ. характеристик движущейся среды, геометрии и ориентации проволочки. С увеличением темп-ры проволочки чувствительность Т. увеличивается. Благодаря малой инерционности, высокой чувствительности, точности и компактности Т. широко применяется при изучении неустановившихся движений и течений в пограничном слое вблизи стенки, для определения направления скорости потока (двух- и трёхниточные Т.) и гл. обр. турбулентности возд. потоков. Т. пользуются для зондирования потоков как при обычных давлениях, так и при больших разрежениях.

ТЕРМОАНЕМОМЕТР

– прибор для измерения скорости потока жидкости или газа от 0,1 м/с и выше, принцип действия к-рого основан на зависимости между скоростью потока и теплоотдачей проволочки, помещённой в поток и нагретой электрич. током. Осн. часть Т.- мост измерительный (рис.), в одно плечо к-рого включён чувствит.

элемент в виде нити из никеля, вольфрама или платины длиной 3-12 мм и диам. 0,005-0,15 мм, укреплённой на тонких электропроводных стержнях. Кол-во теплоты, передаваемой нагретой проволочкой потоку жидкости (газа), зависит от физ. характеристик движущейся среды, геометрии и ориентации проволочки. С увеличением темпры проволочки чувствительность Т. увеличивается. Благодаря малой инерционности, высокой чувствительности, точности и компактности Т. широко применяется при изучении неустановившихся движений и течений в пограничном слое вблизи стенки, для определения направления скорости потока (двух- и трёхниточные Т.) и гл. обр. турбулентности возд. потоков. Т. пользуются для зондирования потоков как при обычных давлениях, так и при больших разрежениях.

Лит.: Попов С. Г., Измерение воздушных потоков, М.- Л., 1947; Горлин С. М., Слезингер И. И., Аэромеханические измерения, М., I964.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Синонимы:

анемограф

ТЕРМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
ТЕРМОГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Полезное

Что такое термоанемометр – подробные сведения

Все, что связано со словом “термо”, ассоциируется у нас с нагревом. Или сохранением тепла. Термостат, термопаста, термобелье… К некоторым приборам тоже добавляют приставку термо и понятно, что это значит, что они приобретают дополнительные потребительские качества. На первый взгляд кажется, что они будут измерять температуру. Это только отчасти так. Хотя логика в этом ест и связь тоже.

И сегодня мы разберем подробно такие приборы как термоанемометры, но сначала определимся с терминологией.

Иначе может быть мы совсем не те устройства будем рассматривать. И читателей введем в заблуждение !

Существуют 2 противоположные точки зрения:

Одни пишут, что это обычные анемометры, со встроенным термометром, которые измеряют одновременно температуру воздушного потока, проходящего через лопасти.
Другие говорят, что это измерители скорости воздушного потока типа [горячая струна], где датчиком выступает нагретая до высокой температуры проволока.

Кто прав ? Обе стороны.

Догадываться и разбираться в причинах бесполезно. Кто-то один раз написал и потом все подхватили. И разбились на 2 лагеря. По сути трагического в этом ничего нет. Проблема только в терминологии. Правда, если клиент обращается в интернет магазин, чтобы купить анемометр, как раз его формулировка насчет потребностей должна быть очень точна – как правильно назвать интересующий его прибор. Это раз. А второе – это квалификация, опыт менеджера по продажам как эксперта, который должен досконально разобраться, что же именно хочет приобрести покупатель.

Чтобы не было потом претензий, возвратов, негативных отзывов и прочих неприятностей.

Устройство и принцип действия

Как охладить блок двигателя внутреннего сгорания мотоцикла, малолитражного автомобиля с воздушным охлаждением или горячий кофе, который нужно успеть глотнуть перед работой, а времени в обрез ?

Самый простой выход – обдуть потоком более холодного воздуха. Ветер унесет с собой на молекулах тепло. Именно таким образом и измеряет скорость ветра термоаненометр. Крыльчатки в нем нет и это в некотором роде плюс, потому что любой движущий элемент это потенциальный источник неисправностей в будущем (подшипник износится, ось будет болтаться, грязь и пыль скопится и будет мешать провороту и т.д.). Также же в этой разновидности нет и чашечек в виде черпаков, как в анемометрах для метеорологов. Как же тогда измерить поток воздуха – “поймать”, захватить, сконцентрировать давление ветра на площади, чтобы потом преобразовать его в цифру м/с, км/ч, фут/мин и т. д. ?

Никак. Принцип работы совсем другой. Приставка термо в этом случае говорит о том, что воздушная скорость набегающего ветра изменяет температуру нити накала. Следовательно, можно вывести зависимость между температурой и скоростью ветра. Да, это косвенный метод измерения. Так и крыльчатка косвенный. Только в последнем случае сила ветра пропорциональна скорости вращения крыльчатого датчика анемометра.

Немного о конструктивных особенностях.

Сам чувствительный элемент находится на конце зонда. Он может быть телескопическим – выдвигаться до метра длины. Что это дает ? Решает 2 задачи:

позволяет дотянуться до высоких участков – например вытяжки, вентиляции, входа в воздуховод, подняв руку вверх;

“пробраться” в труднодоступные места – с узким сечением, куда не пройдет крыльчатка.

Впрочем сфера применения не ограничивается только помещениями. Хотя там эти устройства “правят бал” и почти незаменимы например при поиске микроутечек воздуха, сквозняков, пробивающихся из-под оконных рам, подоконников, неплотно установленных дверей и в принципе служат, в том числе для целей энергоаудита. Но с таким же успехом можно проводить замеры и на открытом пространстве.
Если присмотреться к сенсору, то будет заметен плоский датчик или в виде проволоки. Это нить накала.

Как работает

Через накальную проволочку (II на схеме) пропускается напряжение от источника питания. Термоанемометры это переносные устрйоства, поэтому в качестве таковых выступает несколько круглых батареек или одна Крона.

Пока ветер отсутствует, на дисплее показывается ноль, потому что прибор откалиброван таким образом, чтобы реагировать, начиная с нижнего предела чувствительности, составляющего в зависимости от модели в среднем от 0,3 м/с. Итак, сила тока не изменяется. Стабильная температура нити. Как только воздушный поток нарастает (подул ветерок – (I на схеме), нить начинает охлаждаться, сопротивление меняется, а значит и сила тока. То есть каждая доля градуса соответствует изменению тока в доли ампера.

Если ближе к радиоэлектронике.

Одно из решений – электрическая схема функционирует по принципу моста Уитсона (III на схеме), при которой включаются 2 ветви с резисторами, параллельно друг другу. Причем 3 из них – постоянные высокоточные, а четвертый: это переменный – терморезистор, на основе полупроводника, меняющий сопротивление в зависимости от температуры.

Кстати эта же схема дает еще один “бонус” – одновременно со скоростью ветра, измеряется и температура. Так что возвращаясь к началу нашего разговора насчет терминологии, прибор с горячей струной (тоже часто встречающееся название) в любом случае можно на 100 % назвать термоанемометром.

Так, что мы имеем одни плюсы ? Все идеально ?

2 основные проблемы

Пыль, грязь, окалина	Высокая температура в сочетанием с кислородом воздуха, мельчайшими пылинками, неизбежно приводит к образованию нагара. Пусть даже это тончайший оксидный слой. Но этого достаточно, чтобы прибор начал грешить.
Дополнительный нагрев	Солнце, другие мощные источники тепла, излучение от которых попадает на датчик, могут исказить его показания. И прибор покажет ветер там, где его нет. И будет “врать” на несколько м/с.

Но эти проблемы решаемые. По первому вопросу – нужно включать устройство, только когда требуется измерение, чтобы датчик ветра не был постоянно нагретым. Эта же мера позволит сэкономить и энергию источника питания.
По второму – еще проще. Выбрать такое место, где не воздействуют паразитные потоки тепла.

Термоанемометр | Инструменты PCE

№ для заказа: PCE-HWA 30

Термоанемометр PCE-HWA 30

Термоанемометр измеряет скорость потока по принципу горячей проволоки. Это гарантирует особенно компактную конструкцию. Помимо расхода, термоанемометр может измерять объемный расход и температуру окружающей среды.

– Диапазон измерения: 0,3 … 30,0 м/с / 0,98 … 98,4 фут/с
– Длина зонда: 270 … 990 мм / 10,63 … 38,98 / 29,1″
– Диаметр зонда: Ø0,8 … 1,2 мм / 0,031 x 0,047″
– Память данных на 960 измеренных значений
– Скорость ветра

– Объемный расход
– Измерение температуры

218,00 фунтов стерлингов

Цена не включает НДС и. поставка
2 года гарантии

Номер заказа: PCE-HWA 30-ICA

Термоанемометр PCE-HWA 30-ICA вкл. Сертификат калибровки ISO

– Диапазон измерения: 0,3 … 30,0 м/с / 0,98 … 98,4 фут/с
– Длина зонда: 270 … 990 мм / 10,63 … 38,98 / 29,1″
– Диаметр зонда: Ø 900 .8 … 1,2 мм / 0,031 x 0,047″
– Память данных на 960 измеренных значений

– Скорость ветра
– Объемный расход
– Измерение температуры
– вкл. Сертификат калибровки ISO (только функция скорости ветра)

334,00 £

НДС и. поставка
2 года гарантии

Номер заказа: PCE-423N

Термоанемометр PCE-423N

Термоанемометр имеет диапазон измерения до 0. ..30 м/с. Помимо скорости, термоанемометр может точно измерять объемный расход и температуру. Компактная конструкция датчиков в сочетании с выдвижным телескопическим зондом позволяет проводить измерения даже в труднодоступных местах.

– Скорость : 0,00 … 30,00 м/с / 0,00 … 98,42 фут/с
– Объемный расход : 0,0 … 339120,0 м3/ч
– Температура : 0 … 50 °C / 32 … 122 °F
– Длина телескопического зонда: 210 … 426 мм / 8,2 … 16,7″
– Диаметр телескопического зонда: 12 мм / 0,47″

164,00 £

Цена не включает НДС и. поставка
2 года гарантии

Номер заказа: PCE-HWA 20BT

Термоанемометр PCE-HWA 20BT

Термоанемометр имеет диапазон измерения 0 … 30 м/с. В дополнение к потоку воздуха термоанемометр также может измерять температуру окружающей среды в диапазоне от -20 до 60 °C и влажность окружающей среды в диапазоне от 0 до 100 % относительной влажности.

– Диапазон измерения скорости ветра: 0,00…30,00 м/с
– Диапазон измерения температуры: -20…60°C / -4…140°F
– Диапазон измерения влажности: 0…100 % RH
– Телескоп диаметр 12 мм
– Телескопическая штанга 390 мм / 15,4 дюйма
– Интерфейс Bluetooth 4.0

£ 200,00

Цена не включает НДС и. поставка
2 года гарантии

Номер заказа: PCE-HWA 20BT-ICA

Термоанемометр PCE-HWA 20BT-ICA вкл. Сертификат калибровки ISO

– Диапазон измерения скорости ветра: 0,00 . .. 30,00 м/с / 98 фут/с / 67 миль/ч
– Диапазон измерения температуры: -20 … 60 °C / -4 … 140 °F
– Влажность диапазон измерения: 0 … 100 % относительной влажности
– Телескоп диаметром 12 мм / 0,47 дюйма
– Телескопическая штанга 390 мм / 15,4″
– Bluetooth 4.0 интерфейс
– включая сертификат калибровки ISO (только функция скорости ветра) 2 года Гарантия

Характеристики термоанемометров и почему они хорошо подходят для приложений с низким расходом – Блог Dwyer Instruments
Существует два распространенных способа измерения скорости воздуха: с помощью приборов, основанных на давлении, или с использованием приборов, основанных на температуре. Прежде чем мы обсудим различные технологии, доступные для измерения скоростного давления, важно понять основы скорости воздуха.

Скорость воздуха — это область движения воздуха, измеряемая пройденным расстоянием по отношению к истекшему времени. Обычно она измеряется в метрах в секунду (м/с) или футах в минуту (фут/мин).
Типы профилей потока
При мониторинге скорости воздуха можно обнаружить три типа профилей потока: ламинарный, переходный и турбулентный. Ламинарный поток характеризуется плавным движением, а турбулентный поток характеризуется неравномерным движением или колебаниями. Ламинарный поток может стать переходным или турбулентным при введении колена в воздуховод, который поворачивает воздух. Этот пост будет посвящен ламинарному профилю течения.
Приборы для измерения давления
Уравнение Бернулли, учитывающее плотность воздуха, статическое давление и общее давление, является ключом к измерениям скорости на основе давления.
Уравнение Бернулли
Чтобы использовать давление для расчета скорости воздуха, необходимы два отдельных датчика. Один датчик измеряет статическое давление или давление на воздуховод, а другой измеряет общее давление или давление, создаваемое потоком, движущимся по воздуховоду.
Трубка Пито используется для измерения скорости воздуха с помощью манометра Magnehelic®
Обычно трубки Пито используются для измерения давления. Трубка Пито представляет собой трубку внутри трубки. Внутренняя трубка контролирует статическое давление, а во внешней трубке просверлены отверстия для измерения статического давления. Одна трубка Пито даст разницу между полным и статическим давлением, то есть скоростным давлением. Затем уравнение Бернулли будет использоваться для расчета давления скорости воздушного потока (в дюймах водяного столба) в полезный расход воздуха в футах/мин при стандартных условиях.
Приборы для измерения температуры
Анемометры используются для расчета скорости воздуха по температуре. Закон Кинга лежит в основе измерения температуры и математически описывает передачу тепла в воздушном потоке с помощью нагретой проволоки. Когда воздух движется по проводу, происходит потеря температуры и удаление тепловой энергии. Затем можно рассчитать изменение тепловой энергии с помощью моста Уитстона, чтобы определить изменение сопротивления, которое коррелирует со скоростью воздуха, движущегося через датчик. Анемометр имеет два датчика температуры: один обеспечивает эталонную температуру, а другой измеряет температуру воздуха, проходящего через датчик. По мере увеличения скорости воздуха теряется больше энергии. Затем потери энергии можно использовать для расчета скорости воздуха.
Преимущества приборов, основанных на температуре, для измерения скорости воздуха
В процессе исследований и разработок компании Dwyer мы обнаружили несколько преимуществ использования приборов, основанных на температуре, при измерении скорости воздуха. Во-первых, уравнение Бернулли не учитывает изменения вязкости воздуха, что проблематично, поскольку вязкость постоянно меняется в зависимости от температуры воздушного потока. Во-вторых, мы обнаружили, что при более низких скоростях воздуха отверстия для измерения статического давления изменяют профиль потока вокруг трубки Пито, изменяя поток с ламинарного на турбулентный.
Трубка Пито Моделирование CFD
Мы обнаружили, что трубки Пито очень точны при высоких скоростях, но имеют повышенную погрешность при низких скоростях.
Ограничения трубки Пито
Другим важным фактором при выборе технологии измерения является область применения. Большинству систем управления зданием (BMS) и ПЛК требуется линейный аналоговый вход, а не пневматический вход. Это означает, что измерения, полученные с помощью трубок Пито, должны быть преобразованы с использованием уравнения Бернулли. При низком скоростном давлении скорость воздуха 200 футов в минуту дает скоростное давление 0,002 дюйма водяного столба. Есть несколько специализированных датчиков перепада давления, которые могут измерять это сверхнизкое давление, но они стоят дороже. Другие технологии измерения низкого расхода, такие как анемометры, гораздо более рентабельны.
Моделирование анемометров CFD
Мы обнаружили, что при использовании измерения на основе температуры мы можем использовать характеристику датчика, чтобы предотвратить некоторые недостатки измерения на основе давления при низких скоростях потока. Характеристика датчика — это процесс измерения с датчика в контролируемых условиях, который обеспечивает гарантированный уровень точности показаний в различных условиях эксплуатации, таких как температура, влажность или атмосферное давление. Во время наших производственных процессов мы используем калиброванные эталоны, чтобы охарактеризовать наши датчики скорости воздуха для изменения температуры и влажности в воздухе. Характеристика обеспечивает равномерную точность датчика во всем диапазоне.
Области применения
Термоанемометры хорошо подходят для критических условий (таких как операционные больниц), где необходимо часто менять воздух. Когда воздух часто меняется, он должен меняться с очень низкой скоростью, чтобы снизить риск перемещения твердых частиц и других загрязняющих веществ и загрязнения воздуха. Типичные операционные имеют скорость воздуха в диапазоне от 37 до 55 футов в минуту. Стандарт ANSI/ASHRAE/ASHE 170-2013 требует не менее 4 наружных ACH (обмен воздуха в час) и не менее 20 общих ACH (обмен воздуха в час). Анемометр может быть соединен с BMS для проверки минимального количества воздухообменов в этих критических средах с низким расходом, чтобы обеспечить соответствие стандартам ASHRAE.
Преобразователь скорости воздуха, серия AVLV
Термоанемометры также могут использоваться для измерения скорости воздуха в коммерческих целях, таких как гостиницы, школы, магазины и офисы. В этих приложениях скорость обычно находится в диапазоне от 1000 до 3000 футов в минуту для основных воздуховодов и от 500 до 1500 футов в минуту для ответвленных воздуховодов. Используя уравнение Бернулли, мы можем рассчитать скоростное давление воздуха, которое обычно составляет от 0,062 до 0,561 дюйма водяного столба для главных воздуховодов и от 0,016 до 0,140 дюймов водяного столба для ответвлений воздуховодов. Учитывая более высокие диапазоны расхода в коммерческих приложениях, для измерения скорости можно использовать приборы давления или температуры. Но, как объяснялось выше, измерения давления должны быть преобразованы из дюймов водяного столба в FPM. Некоторые устройства запрограммированы с помощью уравнения Бернулли и выполнят преобразование за вас. Если уравнение не запрограммировано в вашем устройстве заранее, BMS или ПЛК должны будут выполнить преобразование скоростного давления в полезную скорость, что увеличивает риск ошибки.
Еще одним преимуществом использования анемометра является то, что он работает по температурному принципу. Есть датчик температуры, который следит за температурным режимом самой подачи. Вы можете получить два измерения от одного устройства, потому что обычно вы можете измерять как выходную температуру, так и выходную скорость воздуха. Выходная скорость воздуха будет линейной по отношению к диапазону расхода, который можно легко ввести в вашу BMS или ПЛК.
Резюме
При измерении скорости воздуха с помощью трубок Пито вязкость жидкости является основной причиной ошибок при измерении малых расходов. Модели CFD показывают локальные изменения развития потока вокруг отверстий датчика статического давления, что приводит к увеличению погрешности. По этой причине Дуайер рекомендует практическое ограничение 200 футов в минуту для трубок Пито.
Процесс характеристики датчика, используемый при калибровке анемометров, обеспечивает повышенную точность при различных ограничениях процесса за счет учета таких факторов, как влажность, температура и давление.