Гарячі струни - про анемометри для точкових вимірювань швидкості повітря

Якщо часу вранці мало, а сніданок подали занадто гарячим, то єдиний спосіб не ковтати надмірно розігріті продукти - це подути.
Обдування потоком повітря – ефективний спосіб охолодження. Той же мотоцикл або "Запорожець", що безповоротно пішов у небуття, охолоджуються вітром.
Але цей же метод може використовуватися і для вимірювання швидкості вітру, а також температури.
І сьогодні ми поговоримо про термоанемометри типу гаряча струна, які відрізняються зондом, який висувається і призначені для пошуку локальних витоків повітря:

Ніякої крильчатки тут і близько не спостерігається, як і черпаків як в чашкових анемометрах для метеорологів.

Як же тоді вимірюється швидкість потоків повітря (а ці прилади використовуються переважно в приміщеннях), тим більше, що ті ж протяги дуже слабкі і потрібні пристрої реагують не на одиниці метрів в секунду, а буквально на десяті частки? 

Як працюють анемометри типу гаряча струна

Напруга джерела живлення проходить через накальну нитку (2 на малюнку), нагріваючи її. Якщо вітру немає, якщо так би мовити морським терміном, штиль, то температура і сила струму стабільні. Якщо збільшується потік повітря (1 на малюнку), він охолоджує провідник, тим самим змінюючи опір.
Анемометр спочатку повинен бути відкалібрований, щоб точно перекладати кожне відхилення в частку ампера, при зміні сили струму, в пропорційне значення сили вітру.

Вимірювальна електронна схема зазвичай працює за принципом моста Уїтсону (3 на малюнку), при якій включаються паралельно 2 гілки з резисторами. 3 з них з постійними прецизійними опорами, а четвертий резистор свій опір змінює. У нашому випадку через зміну швидкості потоку повітря.

Тому цей різновид термоанемометров називається – з гарячою струною

Одночасно до речі вимірюється і температура, яка теж пропорційна зміні опору.

У чому перевага термоанемометров такого типу?

Мала інерційність Щоб розкрутити навіть надлегку крильчатку, вітер досить сильно повинен тиснути на її лопаті. У приладах з накальною ниткою досить слабкого подуву. Механічна інерція, як в крильчастих датчиках, відсутня. Хоча невелика затримка присутня в зв'язку з інерційністю термометра.
Більш компактні габарити Розміри самого датчика в рази менше, ніж крильчатка.

Ті водії, які звикли заглядати під капот, вивчати інструкцію на своє авто з інжекторним двигуном, знають, що точно такий же метод застосовується в датчику швидкості повітря, що всмоктується у впускний колектор двигуна через повітряний фільтр. Там нагрівається платинова нитка, а датчик передає дані в комп'ютер, щоб коригувати режим роботи двигуна.

Сфера застосування

На вулиці такі прилади рідко побачиш, хоча з вимірюванням вітру вони теж впораються. Але це не їх стихія.
Датчик розташований на подовженому телескопічному тримачі.

  1. Його можна піднести з точністю до міліметрів наприклад до підвіконня, щоб з'ясувати, де дме.
  2. Також можна перевірити підозрілі місця в повітроводах, щоб виявити місце витоку.

Традиційно ці анемометри відносяться до професійних або напівпрофесійним, а значить можуть мати розширений набір функцій: розрахунок витрати повітря, фіксація МАКС/МІН значень, рахувати середнє, змінювати одиниці вимірювання.