In jedem Bereich der Meteorologie ist die genaue Menge der mittleren Windgeschwindigkeit sowie turbulente Variationen ein wesentliches Merkmal & Der Turbulenzmessbereich ist eine der Hauptängste der Mikrometeorologie. Die Geschwindigkeiten des mittleren Windes können mit verschiedenen Anemometergeräten wie einem Aufwärtsrad sowie Flügelradanemometern ausreichend gemessen werden, bis der mittlere Wind vernünftig stabil bleibt. Aufgrund der hohen Trägheit & der langsamen Reaktionszeit dieser Geräte sind Schwankungen komplex zu bestimmen. Die beiden nichtmechanischen Sensoren, die sich derzeit in einem höheren Verbesserungszustand befinden, sind durchaus in der Lage, turbulente Fluktuationen zu messen, nämlich das Schallanemometer & das Hotwire-Anemometer. Diese beiden Instrumente können einen Bereich von Temperaturschwankungen & Wirbeldurchmesser identifizieren. So sind diese Instrumente für die Messung von Größen wie Turbulenzspektrum und vertikalen Wärmeflüssen anpassbar. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über Heißdraht-Anemometer.
Was ist ein Heißdraht-Anemometer?
Ein Heißdraht-Anemometer ist eine Art Instrument, mit dem sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit der Flüssigkeit gemessen werden. Diese Messung kann also durch Messung des Wärmeverlustes innerhalb des Drahtes erfolgen, der sich im Fluidstrom befindet. Diese Geräte verwenden einen dünnen Draht und werden elektrisch auf eine Temperatur erwärmt, die ungefähr höher ist als der Bereich der Umgebungstemperatur.
Dieser Draht wird kühl, sobald die Luft durch ihn strömt, da der Widerstand von Metall hauptsächlich von der Temperatur abhängt. So kann eine Beziehung zwischen dem Widerstand des Drahtes sowie der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms gebildet werden. In vielen Situationen werden sie nicht für die Messung einer Windrichtung verwendet, einfach wenn sie mit einer Windfahne enthalten sind. Die Verwendung des Heißdraht-Anemometers ermöglicht hauptsächlich eine schnelle Strömungsgeschwindigkeit, die aus den Abmessungen der elektrischen Spannung berechnet werden muss. Der wesentliche Teil dieses Anemometers ist sein dünner Draht. Wenn es nach oben gedrückt wird, nimmt der Wärmefluss den dünnen Draht auf, um über den Draht zu laufen.
Arbeits Prinzip
Die heißer draht anemometer grundlegende arbeits prinzip ist, dass einmal eine elektrisch erhitzt up draht ist platziert innerhalb der strömung der gasförmigen strom, nach, dass die wärme ruft bewegt von dünnen draht zu gas, so dass die draht temperatur ebenen können reduziert werden. Aus diesem Grund kann auch der Widerstandswert des Drahtes geändert werden. Diese Änderung innerhalb des Drahtwiderstands ermöglicht es uns also, die Flüssigkeitsdurchflussrate zu messen.
Bau des Heißdraht-Anemometers
Das Heißdraht-Anemometer kann mit zwei wesentlichen Teilen entworfen sein, nämlich einer Steinbrücke sowie einem leitenden Draht. Bei dieser Konstruktion befindet sich in dem keramischen Material ein leitender Draht. Die Drähte, die aus dem keramischen Material kommen, können in Richtung der Wheatstone-Brücke verbunden werden, so dass sie die Änderungen innerhalb des Widerstandswerts misst.
Die heißer draht anemometer arbeits kann durchgeführt werden mit zwei methoden nämlich konstante strom sowie konstante temperatur.
Konstantstrommethode
Bei der Konstantstrommethode kann die Anordnung eines Heißdrahtanemometers innerhalb des Flüssigkeitsstroms überall dort erfolgen, wo die Flüssigkeitsgeschwindigkeit gemessen werden kann. So kann ein konstanter Strompegel von dem Draht geliefert werden. Auch die Weizensteinbrücke kann auf einem festen Spannungspegel gehalten werden.
Sobald der Draht im Flüssigkeitsstrom angeordnet ist, kann Wärme vom Draht auf die Flüssigkeit übertragen werden, da eine Beziehung zwischen der Wärme und dem Widerstand eines Drahtes besteht. Sobald der Wärmewert verringert wird, kann der Widerstand des Drahtes auch verringert werden. Außerdem misst die Weizensteinbrücke die Änderung des Widerstandswerts, der der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms entspricht.
Konstante Temperatur Methode
In die konstante temperatur methode, wenn die elektrische strom liefert durch draht dann es ruft erhitzt. Die Anordnung eines Heißdrahtanemometers kann innerhalb des Fluidstroms überall dort erfolgen, wo die Geschwindigkeit des Fluidstroms gemessen werden kann. Sobald der Draht innerhalb des Flüssigkeitsstroms angeordnet ist, kann Wärme von dem Draht auf das Fluid übertragen werden.
Hier kann sich auch der Temperaturwert des Drahtes ändern und sein Betrieb kann auch nach dem Prinzip erfolgen, bei dem das Temperaturniveau des Drahtes stabil bleibt. Der gesamte Strom, der notwendig ist, um den Draht in den Ausgangszustand zu bringen, ist vergleichbar mit der Gasgeschwindigkeit.
Bei diesen beiden Betriebsmethoden ist es notwendig, den konstanten Bereich der Zeit für das Anemometer zu berechnen und zu ändern, da; Dies wird von den thermodynamischen Bedingungen abgeleitet, die am Draht vorliegen können.
Die Änderung ist bei den Überschallaktionen ziemlich schwierig zu bearbeiten, während bei der Unterschalltechnik mit ziemlicher Sicherheit Testsignale ausgeführt werden, bei denen entweder Sinus- oder Rechteckwellen als Eingang für die Schaltung zugeführt werden, um eine unsymmetrische Drahterwärmung zu entwickeln. Alternativ hängt diese Art der Erwärmung nicht mit dem unsymmetrischen Wärmeübertragungsschalter in der Strömung zusammen & insbesondere für einen weiten Bereich von Frequenzeigenschaften scheint diese Analyse unsicher zu sein.
Richtungsmessung
Das Hotwire-Anemometer kann auch zur Messung der Strömungsrichtung mit den Sensoren einschließlich mehrerer thermischer Widerstände verwendet werden. Diese Widerstände werden gesetzt, um den Fluss der Richtung durch das Heißdrahtanemometer von einer unähnlichen Wärmeabgabe zu bestimmen.
Die Strömungsrichtung kann in zwei oder drei Dimensionen basierend auf der Anzahl sowie Heißdrahtanordnung/Heißfolienelementen erfasst werden. Die Windrichtung kann durch die zweidimensionalen Wetterfahnen über den Dächern bestimmt werden. In ähnlicher Weise wird für die Messung von 3-dimensional, ist die Ebene senkrecht zu der Kardinalbahn, die auch berücksichtigt wird.
Vorteile
Die Vorteile eines Heißdraht-Anemometers umfassen Folgendes.
- Weniger kosten
- Räumliche trennung
- High-frequenzgang
- Signal analyse
- Kleine größe
- Genauigkeit ist gut
- Gute räumliche & zeitliche auflösung
- Messung der Zweiphasenströmung
- Wir können einfach turbulente Strömungen messen
- Messung der gleichzeitigen Temperatur
- Messung von Mehrkomponenten
- Weniger S / N-Verhältnis
Nachteile
Die Nachteile eines Heißdraht-Anemometers umfassen Folgendes.
- Hohe Turbulenzintensität
- Bruch der Sonde
- Flüssigkeitsströme
- Ansteckung
- Intrusive Technik
- Signalrauschen
- Wärmeübertragung & Aerodynamische Probleme
- Wärmeübertragung unter der Sonde sowie Oberflächen
Heißdrahtanemometer-Anwendungen
Die Anwendungen des Heißdrahtanemometers umfassen das Folgende.
Chemische Industrie
Diese Anemometer werden in der chemischen Industrie für verschiedene Zwecke eingesetzt.
- In einer chemischen Düngemittelanlage wird ein Heißdrahtanemometer zur Messung von Ammoniakgas verwendet.
- In die batterie fabrik, es ist verwendet zu messen die verschiedenen gas fluss in die probenahme system, saugzug fan & überwachung der rauch zyklus.
Metallurgische Industrie
Diese Anemometer werden in der metallurgischen Industrie für verschiedene Zwecke eingesetzt.
- Es wird in der metallurgischen Industrie zur Steuerung sowie zur Messung von Heizofengas eingesetzt.
- Verwendet in Walzwerken zur Steuerung von Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff & andere Gase bei der Behandlung von Gas.
- Verwendet in abschrecken ofen für gas dosierung innerhalb stahlwerke;
- koksofen gas messung in eisen & kokerei
Power Industrie
Diese anemometer sind verwendet in power branchen für wasserstoff messung.
- Dient zur Messung der Primär- und Sekundärluft im Hochofen des Kraftwerks;
- Dient zur Messung der Gas- und Gasverteilung im Kraftstoffsystem;
- Verschiedene gase messung in kessel sowie hilfs systeme;
- Verwendet in eine gas ofen für gas messung
Umweltschutz
Diese anemometer sind verwendet für umweltschutz.
- Verwendet, um die belüftung tank innerhalb der abwasser behandlung methode;
- Verwendet, um die entladung von NOX & SO2 für gas messung innerhalb biogas verwenden prozess;
- Verwendet zu messen die chlor gas in chlor behandlung
Medikament & Lebensmittel Industrie
Diese anemometer sind verwendet in die medikament und lebensmittel industrie
- Verwendet für CO2 behandlung innerhalb brauereien
- Gas fluss messung in thermische oxidation
- In die belüftung system für verarbeitung die frische luft
Zellstoff & Papier Industrie
Diese anemometer sind verwendet in zellstoff und papier industrie
- Verwendet in kessel für mess gas & luft versorgung
- Es ist verwendet in abwasser behandlung systeme zu messen gase
- Überwachung von rauch fluss
Öl & Gas Industrie
Diese anemometer sind verwendet in öl und gas branchen
- Verwendet in energie austausch für messung von erdgas & überwachung von fackel gas
- Verwendet in gut- Füllgasrückgewinnung für Brenngasmessung, Leckgasprüfung & Gasmassenanalyse
Es geht also um einen Überblick über das Heißdraht-Anemometer. Es wird verwendet, um die Strömungsgeschwindigkeit effektiv und mit hoher Genauigkeit durch geringste Interferenz innerhalb des Fluidpfades zu messen. Aber es braucht auch große Sorgfalt innerhalb der Anordnung der Sonde, Kalibrierung & Systemkalibrierung, um die Durchflussrate gegen das elektrische Signal zu verstehen. Hier ist eine Frage für Sie, was sind verschiedene Arten von Anemometern?