Основы измерения воздушного потока
Датчики для измерения скорости воздушного потока, для любых задач
Для измерения скорости воздушного потока, как правило, используются три типа приборов, отличающихся диапазонами измерений и рабочей температурой:
- Трубки Пито
- Крыльчатые датчики потока/Анемометры с крыльчаткой
- Термоанемометры с измерительной головкой
Трубки Пито
Скорость воздушного потока определяется динамическим и статическим давлением. Трубки Пито имеют прочную конструкцию, надежны, изготовлены из нержавеющей стали или никелированной латуни. Они подсоединяются к приборам ALMEMO® с помощью силиконовой трубки и модуля дифференциального давления.
Преимущества:
Трубки Пито просты в обращении и особенно подходят для измерения высоких скоростей потока, в условиях экстремальных нагрузок и высоких температур (до 600°C в зависимости от модели).
Недостатки:
Результаты измерений трубкой Пито зависят от температуры, от точности ориентации прибора в потоке, имеют ограниченную точность (не работают при низких скоростях потока), чувствительны к турбулентным потокам.
Крыльчатые датчики потока
Скорость воздушного потока определяется по измерениям частоты вращения крыльчатки. Данные приборы являются чувствительными датчиками с точно подогнанными алмазными подшипниками, что обеспечивает высокую точность измерений.
Преимущества:
Высокая точность измерений, нечувствительны к турбулентным потокам.
Недостатки:
Чувствительны к механическим повреждениям, строго направленные.
Термоанемометры
Термоанемометры – это высокочувствительные датчики для определения температуры и скорости газового потока. Принцип измерения: нагретый чувствительный элемент охлаждается потоком воздуха. При этом ток в цепи управления пропорционален скорости потока.
Преимущества:
Возможны измерения при самых малых скоростях воздушных потоков (т.е. измерение тяги), возможность измерять скорость потока в разных направлениях.
Недостатки:
Чувствительны к механическим повреждениям и загрязнениям окружающей среды, чувствительны к турбулентным потокам, высокое потребление тока, ограничения по температуре окружающей среды.
Поправочные коэффициенты для точных измерений скорости воздушных потоков
| Температура воздуха | 940 мбар | 960 мбар | 980 мбар | 1000 мбар | 1020 мбар | 1040 мбар |
|---|---|---|---|---|---|---|
| –30°C | 0.942 | 0.932 | 0.922 | 0.913 | 0.904 | 0.895 |
| –20°C | 0.961 | 0.951 | 0.941 | 0.932 | 0.923 | 0.914 |
| –10°C | 0.980 | 0.970 | 0.960 | 0.950 | 0.941 | 0.931 |
| 0°C | 0.998 | 0.988 | 0.978 | 0.968 | 0.958 | 0.949 |
| 10°C | 1.016 | 1.005 | 0.995 | 0.985 | 0.975 | 0.966 |
| 20°C | 1.035 | 1.024 | 1.013 | 1.003 | 0.993 | 0.983 |
| 30°C | 1.051 | 1.040 | 1.029 | 1.019 | 1.009 | 0.999 |
| 40°C | 1.069 | 1.057 | 1.047 | 1.036 | 1.026 | 1.016 |
| 50°C | 1.085 | 1.074 | 1.063 | 1.052 | 1.042 | 1.031 |
| 60°C | 1.102 | 1.09 | 1.079 | 1.068 | 1.057 | 1.047 |
| 70°C | 1.118 | 1.106 | 1.095 | 1.084 | 1.073 | 1.063 |
| 80°C | 1.135 | 1.123 | 1.111 | 1.100 | 1.089 | 1.078 |
| 90°C | 1.151 | 1.139 | 1.127 | 1.116 | 1.105 | 1.094 |
| 100°C | 1.167 | 1.154 | 1.142 | 1.131 | 1.120 | 1.109 |
| 150°C | 1.242 | 1.229 | 1.216 | 1.204 | 1.192 | 1.180 |
| 200°C | 1.314 | 1.300 | 1.287 | 1.274 | 1.261 | 1.249 |
| 250°C | 1.381 | 1.367 | 1.353 | 1.339 | 1.326 | 1.313 |
| 300°C | 1.446 | 1.431 | 1.416 | 1.402 | 1.388 | 1.375 |
| 400°C | 1.567 | 1.55 | 1.534 | 1.519 | 1.504 | 1.489 |
| 500°C | 1.68 | 1.663 | 1.646 | 1.629 | 1.613 | 1.597 |
| 600°C | 1.784 | 1.766 | 1.748 | 1.73 | 1.713 | 1.696 |
| 700°C | 1.884 | 1.865 | 1.846 | 1.827 | 1.809 | 1.791 |
Истинная скорость воздуха зависит от температуры воздуха и от барометрического давления воздуха. Для получения точного результата, измеренные значения умножают на коэффициенты поправок, представленные в таблице.
Пример:
Измеренная скорость воздуха 50 м/сек., температура воздуха +80°C, атмосферное давление 960 мбар.
Измеренную величину необходимо умножить на коэффициент 1.123. Истинная скорость воздуха составит 56.1 м/сек..
Скорость воздуха для выбранных значений динамического давления
(Трубка Пито/Прандтля, T = 22°C)
| Динамическое давление [Па] | Динамическое давление [миллиметров водяного столба] | Скорость воздуха [м/с] |
|---|---|---|
| 1 | 0.1 | 1.29 |
| 2 | 0.2 | 1.83 |
| 3 | 0.3 | 2.24 |
| 4 | 0.41 | 2.59 |
| 5 | 0.51 | 2.89 |
| 10 | 1.02 | 4.09 |
| 20 | 2.04 | 5.78 |
| 30 | 3.06 | 7.08 |
| 40 | 4.08 | 8.18 |
| 50 | 5.1 | 9.14 |
| 100 | 10.2 | 12.93 |
