Un anémomètre est un instrument qui mesure la vitesse de l'air. Il en existe plusieurs types. Le plus couramment utilisé dans les stations météorologiques est l'anémomètre à ventouse. Il se compose de trois coupelles vides à cône parabolique fixées sur le support à 120 degrés l'une de l'autre pour former la partie de détection. Les surfaces concaves des gobelets vides sont toutes dans une direction. Toute la partie induction est installée sur un arbre rotatif vertical. Sous l'action du vent, la coupelle tourne autour de l'arbre à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent. Aujourd'hui, présentons trois anémomètres :
1. Anémomètre thermique
Un tachymètre qui convertit un signal de débit en un signal électrique et peut également mesurer la température ou la densité du fluide. Le principe est qu'un fil métallique mince (appelé fil chaud) qui est chauffé par l'électricité est placé dans le flux d'air, et la dissipation thermique du fil chaud dans le flux d'air est liée au débit, et la dissipation thermique provoque le changement de température du fil chaud pour provoquer le changement de résistance, et le signal de débit est converti en signal électrique. Il a deux modes de fonctionnement : ①Débit constant. Le courant à travers le fil chaud reste inchangé, et lorsque la température change, la résistance du fil chaud change, et donc la tension aux deux extrémités change, mesurant ainsi le débit. ② Type à température constante. La température du fil chaud est maintenue constante, telle que 150 degrés, et le débit peut être mesuré en fonction du courant à appliquer. Le type à température constante est plus largement utilisé que le type à débit constant.
La longueur du fil chaud est généralement de l'ordre de {{0}}.5 à 2 mm, le diamètre est de l'ordre de 1 à 10 microns et le matériau est du platine, du tungstène ou du platine-rhodium alliage. Si un film métallique très fin (épaisseur inférieure à 0,1 micron) est utilisé pour remplacer le fil métallique, il s'agit d'un anémomètre à film chaud. En plus du type ordinaire à un seul fil, le fil chaud peut également être un type combiné à deux fils ou à trois fils pour mesurer les composantes de vitesse dans toutes les directions. La sortie du signal électrique du fil chaud est amplifiée, compensée et numérisée, puis entrée dans l'ordinateur, ce qui peut améliorer la précision de la mesure, terminer automatiquement le processus de post-traitement des données et étendre les fonctions de mesure de la vitesse, telles que l'achèvement simultané de l'instantané valeur et valeur moyenne temporelle, vitesse et sous-vitesse combinées, degré de turbulence et autres paramètres de turbulence. Comparé au tube de Pitot, l'anémomètre à fil chaud [1] présente les avantages d'une petite taille de sonde, d'une petite interférence avec le champ d'écoulement, d'une réponse rapide et peut mesurer une vitesse d'écoulement instable ;
Lors de l'utilisation de sondes thermiques dans un écoulement turbulent, le flux d'air de toutes les directions frappe l'élément thermique simultanément, affectant la précision des résultats de mesure. Lors de la mesure en écoulement turbulent, les capteurs de débit à anémomètre thermique ont tendance à avoir des indications plus élevées que les sondes à rotor. Les phénomènes ci-dessus peuvent être observés lors de la mesure du pipeline. Selon la conception qui gère la turbulence dans la conduite, celle-ci peut se produire même à faible vitesse. Par conséquent, le processus de mesure de l'anémomètre doit être effectué sur la section droite du pipeline. Le point de départ de la partie en ligne droite doit être au moins 10×D avant le point de mesure (D=diamètre du tuyau, en CM) ; le point final doit être au moins 4×D derrière le point de mesure. La section fluide ne doit pas présenter d'obstacles (arêtes, remises en suspension, objets, etc.).
2. Anémomètre à turbine
Le principe de fonctionnement de la sonde à turbine de l'anémomètre est basé sur la conversion de la rotation en un signal électrique, d'abord via une tête à induction de proximité, "comptant" la rotation de la turbine et générant une série d'impulsions, puis convertie par le détecteur pour obtenir la vitesse. évaluer. La sonde de grand diamètre (60 mm, 100 mm) de l'anémomètre convient à la mesure d'un écoulement turbulent avec une vitesse d'écoulement moyenne et faible (comme à la sortie du tuyau). La sonde de petit diamètre de l'anémomètre est plus adaptée pour mesurer le débit d'air dont la section transversale du tuyau est plus de 100 fois supérieure à la section transversale de la sonde.
3. Anémomètre à tube de Pitot
Il a été inventé par le physicien français H. Pitot au 18ème siècle. Le tube de Pitot le plus simple a un tube métallique mince avec un petit trou à l'extrémité comme tube de guidage de pression, qui mesure la pression totale du fluide dans la direction du faisceau d'écoulement ; un autre tube de guidage est tiré de la paroi du tuyau principal près de l'avant du tube métallique mince. Appuyez sur le tube et mesurez la pression statique. Le manomètre différentiel est relié aux deux tuyaux de guidage de pression et la pression mesurée est la pression dynamique. Selon le théorème de Bernoulli, la pression dynamique est proportionnelle au carré de la vitesse d'écoulement. Par conséquent, le débit du fluide peut être mesuré avec un tube de Pitot. Après l'amélioration structurelle, il devient un tube de Pitot combiné, c'est-à-dire un tube de pression pitot-statique. C'est un tube à double couche plié à angle droit. Le manchon extérieur et le manchon intérieur sont scellés et il y a plusieurs petits trous autour du manchon extérieur. Lors de la mesure, insérez ce manchon au milieu du tuyau à tester. La buse du boîtier intérieur fait face à la direction du faisceau d'écoulement, et l'orifice du petit trou autour du boîtier extérieur est juste perpendiculaire à la direction du faisceau d'écoulement. A ce moment, la vitesse d'écoulement du fluide à ce point peut être calculée en mesurant la différence de pression entre les enveloppes intérieure et extérieure. Les tubes de Pitot sont souvent utilisés pour mesurer la vitesse des fluides dans les conduites et les souffleries, ainsi que la vitesse des rivières. Si la vitesse d'écoulement de chaque section est mesurée conformément à la réglementation, elle peut être utilisée pour mesurer le débit du fluide dans la canalisation après intégration. Cependant, lorsque le fluide contient une petite quantité de particules, il peut bloquer le trou de mesure, il ne convient donc que pour mesurer le débit de fluides sans particules. Par conséquent, le tube de Pitot peut également être utilisé pour mesurer la vitesse et le débit du vent, ce qui est le principe de l'anémomètre à tube de Pitot.
