اصل اساسی بادسنج چیست؟

اصل اساسی بادسنج چیست؟

اصل اساسی بادسنج این است که یک سیم فلزی نازک را در یک سیال قرار داده، جریانی را برای گرم کردن سیم اعمال می‌کند و دمای آن را بالاتر از دمای سیال می‌کند. بنابراین بادسنج سیم فلزی «خط اختصاصی» نامیده می شود. هنگامی که سیال از سیم فلزی در جهت عمودی جریان می یابد، مقداری از گرما را از سیم می گیرد و باعث کاهش دمای سیم می شود. با توجه به تئوری تبادل حرارتی اجباری همرفتی، می توان دریافت که بین گرمای Q پراکنده شده توسط یک خط اختصاصی و سرعت v سیال رابطه وجود دارد. پروب خط اختصاصی استاندارد شامل دو براکت است که با یک سیم فلزی کوتاه و نازک تنیده شده اند. سیم های فلزی معمولاً از فلزاتی با نقطه ذوب بالا و شکل پذیری خوب مانند پلاتین، رودیوم، تنگستن و غیره ساخته می شوند. قطر سیم معمولاً 5 میکرومتر و طول آن 2 میلی متر است. کوچکترین کاوشگر دارای قطر تنها 1 میکرومتر و طول 0.2 میلی متر است. با توجه به اهداف مختلف، پروب های خط اختصاصی را به صورت دو سیم، سه سیم، سیم مورب، V شکل، X شکل و ... نیز می سازند. برای افزایش استحکام گاهی اوقات به جای سیم فلزی از فیلم فلزی استفاده می شود. معمولاً یک لایه فلزی نازک بر روی یک بستر عایق حرارتی پاشیده می شود که به آن پروب فیلم داغ می گویند. پروب خط اختصاصی باید قبل از استفاده کالیبره شود. کالیبراسیون استاتیک در یک تونل باد استاندارد تخصصی انجام می شود و رابطه بین سرعت جریان و ولتاژ خروجی را اندازه گیری می کند و آن را به یک منحنی استاندارد می کشد. کالیبراسیون دینامیکی در یک میدان جریان ضربانی شناخته شده یا با افزودن یک سیگنال الکتریکی ضربانی به مدار گرمایش بادسنج برای تأیید پاسخ فرکانسی بادسنج اختصاصی انجام می‌شود. اگر پاسخ فرکانسی ضعیف باشد، می توان از مدارهای جبرانی مربوطه برای بهبود آن استفاده کرد.

محدوده اندازه گیری سرعت جریان از {{0}} تا 100m/s را می توان به سه بخش تقسیم کرد: سرعت کم: 0 تا 5m/s. سرعت متوسط: 5 تا 40 متر بر ثانیه سرعت بالا: 40 تا 100 متر بر ثانیه پروب حساس به حرارت بادسنج برای اندازه گیری از 0 تا 5 متر بر ثانیه استفاده می شود. پروب چرخشی بادسنج ایده آل ترین اثر را در اندازه گیری سرعت جریان از 5 تا 40 متر بر ثانیه دارد. با استفاده از لوله پیتوت می توان بهترین نتایج را در محدوده سرعت بالا بدست آورد. یک معیار اضافی برای انتخاب صحیح پروب سرعت جریان بادسنج دما است و معمولاً محدوده دمایی سنسور حرارتی بادسنج حدود+-70 درجه سانتیگراد است. پروب چرخشی بادسنج مخصوص طراحی شده می تواند تا 350 درجه سانتیگراد برسد. لوله های پیتوت برای دماهای بالاتر از{15}} درجه سانتیگراد استفاده می شود.