Про термоанемометры – что это, особенности и советы

Все, что связано со словом "термо", ассоциируется у нас с нагревом. Или сохранением тепла. Термостат, термопаста, термобелье... К некоторым приборам тоже добавляют приставку термо и понятно, что это значит, что они приобретают дополнительные потребительские качества. На первый взгляд кажется, что они будут измерять температуру. Это только отчасти так. Хотя логика в этом ест и связь тоже.
И сегодня мы разберем подробно такие приборы как термоанемометры, но сначала определимся с терминологией. Иначе может быть мы совсем не те устройства будем рассматривать. И читателей введем в заблуждение !

Что такое термоанемометры

Существуют 2 противоположные точки зрения:

1. Одни пишут, что это обычные анемометры, со встроенным термометром, которые измеряют одновременно температуру воздушного потока, проходящего через лопасти.
2. Другие говорят, что это измерители скорости воздушного потока типа [горячая струна], где датчиком выступает нагретая до высокой температуры проволока.

Кто прав ? Обе стороны.

Догадываться и разбираться в причинах бесполезно. Кто-то один раз написал и потом все подхватили. И разбились на 2 лагеря. По сути трагического в этом ничего нет. Проблема только в терминологии. Правда, если клиент обращается в интернет магазин, чтобы купить анемометр, как раз его формулировка насчет потребностей должна быть очень точна – как правильно назвать интересующий его прибор. Это раз. А второе – это квалификация, опыт менеджера по продажам как эксперта, который должен досконально разобраться, что же именно хочет приобрести покупатель. Чтобы не было потом претензий, возвратов, негативных отзывов и прочих неприятностей.

Устройство и принцип действия

Как охладить блок двигателя внутреннего сгорания мотоцикла, малолитражного автомобиля с воздушным охлаждением или горячий кофе, который нужно успеть глотнуть перед работой, а времени в обрез ?

Самый простой выход – обдуть потоком более холодного воздуха. Ветер унесет с собой на молекулах тепло. Именно таким образом и измеряет скорость ветра термоаненометр. Крыльчатки в нем нет и это в некотором роде плюс, потому что любой движущий элемент это потенциальный источник неисправностей в будущем (подшипник износится, ось будет болтаться, грязь и пыль скопится и будет мешать провороту и т.д.). Также же в этой разновидности нет и чашечек в виде черпаков, как в анемометрах для метеорологов. Как же тогда измерить поток воздуха - "поймать", захватить, сконцентрировать давление ветра на площади, чтобы потом преобразовать его в цифру м/с, км/ч, фут/мин и т.д. ?

Никак. Принцип работы совсем другой. Приставка термо в этом случае говорит о том, что воздушная скорость набегающего ветра изменяет температуру нити накала. Следовательно, можно вывести зависимость между температурой и скоростью ветра. Да, это косвенный метод измерения. Так и крыльчатка косвенный. Только в последнем случае сила ветра пропорциональна скорости вращения крыльчатого датчика анемометра.

Немного о конструктивных особенностях.

Сам чувствительный элемент находится на конце зонда. Он может быть телескопическим – выдвигаться до метра длины. Что это дает ? Решает 2 задачи:

• позволяет дотянуться до высоких участков - например вытяжки, вентиляции, входа в воздуховод, подняв руку вверх;
• “пробраться” в труднодоступные места – с узким сечением, куда не пройдет крыльчатка.

Впрочем сфера применения не ограничивается только помещениями. Хотя там эти устройства "правят бал" и почти незаменимы например при поиске микроутечек воздуха, сквозняков, пробивающихся из-под оконных рам, подоконников, неплотно установленных дверей и в принципе служат, в том числе для целей энергоаудита. Но с таким же успехом можно проводить замеры и на открытом пространстве.
Если присмотреться к сенсору, то будет заметен плоский датчик или в виде проволоки. Это нить накала.

Через накальную проволочку (II на схеме) пропускается напряжение от источника питания. Термоанемометры это переносные устрйоства, поэтому в качестве таковых выступает несколько круглых батареек или одна Крона.

Пока ветер отсутствует, на дисплее показывается ноль, потому что прибор откалиброван таким образом, чтобы реагировать, начиная с нижнего предела чувствительности, составляющего в зависимости от модели в среднем от 0,3 м/с. Итак, сила тока не изменяется. Стабильная температура нити. Как только воздушный поток нарастает (подул ветерок - (I на схеме), нить начинает охлаждаться, сопротивление меняется, а значит и сила тока. То есть каждая доля градуса соответствует изменению тока в доли ампера.

Если ближе к радиоэлектронике.

Одно из решений - электрическая схема функционирует по принципу моста Уитсона (III на схеме), при которой включаются 2 ветви с резисторами, параллельно друг другу. Причем 3 из них - постоянные высокоточные, а четвертый: это переменный – терморезистор, на основе полупроводника, меняющий сопротивление в зависимости от температуры.
Кстати эта же схема дает еще один "бонус" – одновременно со скоростью ветра, измеряется и температура. Так что возвращаясь к началу нашего разговора насчет терминологии, прибор с горячей струной (тоже часто встречающееся название) в любом случае можно на 100 % назвать термоанемометром.

Так, что мы имеем одни плюсы ? Все идеально ?

2 основные проблемы

Но эти проблемы решаемые. По первому вопросу – нужно включать устройство, только когда требуется измерение, чтобы датчик ветра не был постоянно нагретым. Эта же мера позволит сэкономить и энергию источника питания.
По второму – еще проще. Выбрать такое место, где не воздействуют паразитные потоки тепла.