Про термоанемометри – що це, особливості та поради

Все, що пов'язане зі словом "термо", асоціюється у нас із нагріванням. Або збереженням тепла. Термостат, термопаста, термобілизна... До деяких приладів теж додають приставку термо і зрозуміло, що це означає, що вони набувають додаткових споживчих якостей. На перший погляд здається, що вони вимірюватимуть температуру. Це лише так. Хоча логіка в цьому є і зв'язок теж.
І сьогодні ми докладно розберемо такі прилади як термоанемометри, але спочатку визначимося з термінологією. Інакше можливо ми зовсім не ті пристрої будемо розглядати. І читачів введемо в оману!

Що таке термоанемометри

Існують 2 протилежні точки зору:

1. Одні пишуть, що це звичайні анемометри, з вбудованим термометром, які вимірюють одночасно температуру повітряного потоку, що проходить через лопаті.
2. Інші кажуть, що це вимірники швидкості повітряного потоку типу [гаряча струна], де датчиком виступає нагрітий до високої температури дріт.

Хто правий ? Обидві сторони.

Здогадуватися і розумітися в причинах марно. Хтось один раз написав і потім усі підхопили. І розбилися на 2 табори. По суті, трагічного в цьому нічого немає. Проблема лише у термінології. Правда, якщо клієнт звертається в інтернет магазин, щоб купити анемометр, якраз його формулювання щодо потреб має бути дуже точним - як правильно назвати прилад, що цікавить його. Це по-перше. А друге – це кваліфікація, досвід менеджера з продажу як експерта, який має досконало розібратися, що саме хоче придбати покупець. Щоб не було потім претензій, повернень, негативних відгуків та інших неприємностей.

Пристрій та принцип дії

Як охолодити блок двигуна внутрішнього згоряння мотоцикла, малолітражного автомобіля з повітряним охолодженням або гарячу каву, яку потрібно встигнути ковтнути перед роботою, а часу в обріз ?

Найпростіший вихід - обдути потоком холоднішого повітря. Вітер забере із собою на молекулах тепло. Саме так і вимірює швидкість вітру термоаненометр. Крильчатки в ньому немає і це до певної міри плюс, тому що будь-який рушійний елемент це потенційне джерело несправностей у майбутньому (підшипник зноситься, вісь бовтатиметься, бруд і пил накопичиться і заважатиме провороту і т.д.). Також у цьому різновиді немає і чашок у вигляді черпаків, як в анемометрах для метеорологів. Як тоді виміряти потік повітря - "спіймати" , захопити, сконцентрувати тиск вітру площі, щоб потім перетворити їх у цифру м/с, км/год, фут/хв тощо. ?

Ніяк. Принцип роботи зовсім інший. Приставка термо в цьому випадку говорить про те, що повітряна швидкість вітру, що набігає, змінює температуру нитки розжарення. Отже, можна вивести залежність між температурою та швидкістю вітру. Так, це непрямий метод виміру. Так і крильчатка непряма. Лише у разі сила вітру пропорційна швидкості обертання крильчатого датчика анемометра.

Трохи про конструктивні особливості

Сам чутливий елемент перебуває в кінці зонда. Він може бути телескопічним – висуватись до метра довжини. Що це дає? Вирішує 2 завдання:

• дозволяє дотягнутися до високих ділянок - наприклад, витяжки, вентиляції, входу в повітропровід, піднявши руку вгору;
• “пробратися” у важкодоступні місця – з вузьким перетином, куди не пройде крильчатка.

Втім, сфера застосування не обмежується тільки приміщеннями. Хоча там ці пристрої "правлять бал" і майже незамінні, наприклад, при пошуку мікровитіків повітря, протягів, що пробиваються з-під віконних рам, підвіконь, нещільно встановлених дверей і в принципі служать, у тому числі для цілей енергоаудиту. Але з таким самим успіхом можна проводити виміри і на відкритому просторі.
Якщо придивитися до сенсора, буде помітний плоский датчик або у вигляді дроту. Це нитка розжарення.

Через напружене зволікання (II на схемі) пропускається напруга від джерела живлення. Термоанемометри це переносні пристрої, тому в якості таких виступає кілька круглих батарей або одна Крона.

Поки вітер відсутній, на дисплеї з'являється нуль, тому що прилад відкалібрований таким чином, щоб реагувати, починаючи з нижньої межі чутливості, що становить залежно від моделі в середньому від 0,3 м/с. Отже, сила струму не змінюється. Стабільна температура нитки. Як тільки повітряний потік наростає (подул вітерець - (I на схемі), нитка починає охолоджуватися, опір змінюється, а значить і сила струму. Кожна частка градуса відповідає зміні струму в долі ампера.

Якщо ближче до радіоелектроніки.

Одне з рішень - електрична схема функціонує за принципом моста Уітсона (III на схемі), за якої включаються дві гілки з резисторами, паралельно один одному. Причому 3 з них - постійні високоточні, а четвертий: це змінний - терморезистор, на основі напівпровідника, що змінює опір залежно від температури.
До речі, ця ж схема дає ще один "бонус" – одночасно зі швидкістю вітру, вимірюється і температура. Так що повертаючись до початку нашої розмови щодо термінології, прилад з гарячою струною (теж найчастіше зустрічається назва) у будь-якому випадку можна на 100% назвати термоанемометром.

Так що ми маємо одні плюси? Все ідеально?

2 основні проблеми

Але ці проблеми можна вирішити. По першому питанню – потрібно вмикати пристрій лише тоді, коли потрібно вимірювання, щоб датчик вітру не був постійно нагрітим. Цей же захід дозволить заощадити й енергію джерела живлення.
По другому – ще простіше. Вибрати таке місце, де не впливають паразитні потоки тепла.