مقدمه ای بر اصل کار بادسنج
اصل اساسی بادسنج قرار دادن یک سیم فلزی نازک در سیال است و سیم را از طریق جریان الکتریکی گرم می کند تا دمای آن بالاتر از دمای سیال باشد، بنابراین بادسنج سیمی را "سیم داغ" می نامند. هنگامی که سیال در جهت عمودی از سیم عبور می کند، بخشی از گرمای سیم را می گیرد و دمای سیم را کاهش می دهد. بر اساس تئوری تبادل حرارتی جابجایی اجباری، بین گرمای Q از دست رفته توسط خط گرم و سرعت v سیال رابطه وجود دارد. یک پروب سیم داغ استاندارد شامل یک سیم کوتاه و نازک است که بین دو براکت کشیده شده است. سیم فلزی معمولاً از پلاتین، رودیوم، تنگستن و سایر فلزات با نقطه ذوب بالا و شکل پذیری خوب ساخته می شود. سیم رایج مورد استفاده دارای قطر 5 میکرومتر و طول 2 میلی متر است. یک کاوشگر کوچک فقط قطر 1 میکرومتر و طول 0.2 میلی متر دارد. با توجه به اهداف مختلف، پروب سیم داغ را به صورت دو سیم، سه سیم، سیم مورب، V شکل، X شکل و غیره نیز می سازند که برای افزایش استحکام گاهی به جای سیم فلزی از یک فیلم فلزی استفاده می شود. یک لایه فلزی نازک معمولاً روی یک بستر عایق حرارتی اسپری می شود که به آن پروب فیلم داغ می گویند. پروب های سیم داغ باید قبل از استفاده کالیبره شوند. کالیبراسیون استاتیک در یک تونل باد استاندارد ویژه انجام می شود و رابطه بین سرعت جریان و ولتاژ خروجی اندازه گیری و به عنوان یک منحنی استاندارد ترسیم می شود. کالیبراسیون دینامیکی در یک میدان جریان نوسان شناخته شده یا در مدار گرمایش بادسنج انجام می شود. پاسخ فرکانسی بادسنج سیم داغ را با آخرین سیگنال الکتریکی ضربان دار بررسی کنید. اگر پاسخ فرکانسی خوب نباشد، می توان آن را با مدار جبران مربوطه بهبود بخشید.
محدوده اندازه گیری سرعت جریان از {{0}} تا 100m/s را می توان به سه بخش تقسیم کرد: سرعت کم: 0 تا 5 متر بر ثانیه. سرعت متوسط: 5 تا 40 متر بر ثانیه سرعت بالا: 40 تا 100 متر بر ثانیه پروب حرارتی بادسنج برای اندازه گیری 0 تا 5 متر بر ثانیه استفاده می شود. پروب چرخ دوار بادسنج برای اندازه گیری سرعت جریان 5 تا 40 متر بر ثانیه ایده آل است. و لوله پیتوت می تواند بهترین نتایج را در محدوده سرعت بالا بگیرد. یک معیار اضافی برای انتخاب صحیح پروب سرعت جریان بادسنج دما است. معمولاً دمای سنسور حرارتی بادسنج تقریباً مثبت -70 درجه سانتیگراد است. پروب روتور بادسنج مخصوص می تواند به 350 درجه سانتیگراد برسد. لوله های پیتوت در دمای بالای 350 درجه سانتیگراد استفاده می شوند.
بادسنج ها مزایای زیادی دارند که در زیر به برخی از مهم ترین آنها اشاره می شود:
1. اندازه کوچک، تداخل کمی در میدان جریان.
2. دامنه کاربرد گسترده. می توان از آن نه تنها برای گاز بلکه برای مایع نیز استفاده کرد و می تواند در جریان مافوق صوت، فراصوت و مافوق صوت گاز استفاده شود.
3. دقت اندازه گیری بالا و تکرارپذیری خوب. نقطه ضعف بادسنج سیم داغ این است که پروب با میدان جریان تداخل دارد و سیم داغ به راحتی شکسته می شود.
4. علاوه بر اندازه گیری سرعت متوسط، می تواند مقدار ضربان و تلاطم را نیز اندازه گیری کند. علاوه بر اندازه گیری حرکت در یک جهت، می تواند مولفه های سرعت را در چند جهت به طور همزمان اندازه گیری کند.
