Tiga anemometer yang umum digunakan dan solusinya
1. Anemometer termal
Alat ukur kecepatan yang mengubah sinyal kecepatan aliran menjadi sinyal listrik dan juga dapat mengukur suhu atau kepadatan fluida. Prinsipnya adalah dengan menempatkan kawat logam tipis (disebut kawat panas) yang dipanaskan oleh listrik pada aliran udara. Pembuangan panas kawat panas dalam aliran udara berhubungan dengan laju aliran, dan pembuangan panas menyebabkan perubahan suhu kawat panas dan perubahan resistansi. Sinyal laju aliran kemudian diubah menjadi sinyal listrik. Ini memiliki dua mode kerja: ① arus konstan. Arus yang melalui kawat panas tetap konstan, dan ketika suhu berubah, resistansi kawat panas berubah, mengakibatkan perubahan tegangan pada kedua ujungnya, sehingga mengukur laju aliran. ② Jenis suhu konstan. Suhu hotline tetap konstan, misalnya pada 150 derajat, dan laju aliran dapat diukur berdasarkan arus yang diperlukan. Tipe suhu konstan lebih banyak digunakan dibandingkan tipe arus konstan.
Panjang kawat panas umumnya berkisar antara 0,5-2 milimeter, dan diameternya berkisar antara 1-10 mikrometer. Bahan yang digunakan adalah platina, tungsten, atau paduan rhodium platina. Jika film logam yang sangat tipis (ketebalannya kurang dari 0,1 mikron) digunakan sebagai pengganti kawat logam, maka ini disebut anemometer film panas, yang fungsinya mirip dengan kawat panas tetapi sebagian besar digunakan untuk mengukur kecepatan aliran cairan. Selain tipe single line biasa, hotline juga dapat berupa kombinasi tipe double line atau triple line, yang digunakan untuk mengukur komponen kecepatan dalam berbagai arah. Keluaran sinyal listrik dari hotline, setelah amplifikasi, kompensasi, dan digitalisasi, dapat dimasukkan ke dalam komputer untuk meningkatkan akurasi pengukuran, secara otomatis menyelesaikan proses pasca-pemrosesan data, memperluas fungsi pengukuran kecepatan, dan sekaligus mengukur nilai sesaat dan rata-rata, kecepatan gabungan dan parsial, intensitas turbulensi, dan parameter turbulensi lainnya. Dibandingkan dengan tabung pitot, anemometer kawat panas memiliki volume probe yang lebih kecil dan lebih sedikit gangguan pada medan aliran; Respon cepat, mampu mengukur kecepatan aliran tidak stabil; Keuntungannya adalah mampu mengukur kecepatan yang sangat rendah (misalnya 0,3 meter per detik).
Saat menggunakan probe sensitif termal dalam turbulensi, aliran udara dari segala arah secara bersamaan berdampak pada elemen termal, sehingga dapat memengaruhi keakuratan hasil pengukuran. Saat mengukur dalam turbulensi, pembacaan sensor aliran anemometer termal seringkali lebih tinggi daripada pembacaan probe putar. Fenomena di atas dapat diamati selama pengukuran pipa. Menurut desain berbeda untuk mengelola aliran turbulen dalam pipa, hal ini bahkan dapat terjadi pada kecepatan rendah. Oleh karena itu, proses pengukuran anemometer sebaiknya dilakukan pada bagian pipa yang lurus. Titik awal bagian lurus harus setidaknya 10 × D (D=diameter pipa, dalam CM) di luar titik pengukuran; Titik akhir harus berada minimal 4 × D di belakang titik pengukuran. Penampang fluida-tidak boleh mempunyai penghalang apa pun (tepi, menjorok, benda, dll.).
2. Anemometer impeler
Prinsip kerja probe impeler anemometer didasarkan pada pengubahan putaran menjadi sinyal listrik. Pertama, ia melewati kepala penginderaan jarak untuk "menghitung" putaran impeler dan menghasilkan rangkaian pulsa. Kemudian diubah dan diproses oleh detektor untuk mendapatkan nilai kecepatan. Probe anemometer berdiameter-besar (60mm, 100mm) cocok untuk mengukur aliran turbulen dengan kecepatan sedang hingga rendah (seperti pada saluran keluar pipa). Probe berdiameter-kecil pada anemometer lebih cocok untuk mengukur aliran udara dalam pipa dengan luas penampang-lebih besar dari 100 kali luas penampang probe.
3. Anemometer tabung pitot
Diciptakan oleh fisikawan Perancis H. Pito pada abad ke-18. Tabung pitot sederhana memiliki tabung logam tipis dengan lubang kecil di ujungnya sebagai tabung pemandu tekanan, yang mengukur tekanan total fluida searah dengan pancaran aliran; Tabung tekanan lainnya dikeluarkan dari dinding pipa utama dekat bagian depan tabung tipis logam untuk mengukur tekanan statis. Pengukur tekanan diferensial dihubungkan ke dua pipa tekanan, dan tekanan yang diukur adalah tekanan dinamis. Menurut teorema Bernoulli, tekanan dinamis sebanding dengan kuadrat kecepatan aliran. Oleh karena itu, kecepatan aliran fluida dapat diukur dengan menggunakan tabung pitot. Setelah dilakukan perbaikan struktur, menjadi tabung pitot gabungan yaitu tabung tekanan statis pitot. Ini adalah tabung berlapis ganda yang ditekuk pada sudut kanan. Selongsong luar dan selongsong bagian dalam disegel, dan ada beberapa lubang kecil di sekitar selongsong luar. Saat mengukur, masukkan selongsong ini ke tengah pipa yang diukur. Mulut selubung bagian dalam menghadap ke arah pancaran aliran, dan bukaan lubang-lubang kecil di sekeliling selubung luar tegak lurus terhadap arah pancaran aliran. Pada titik ini, perbedaan tekanan antara selubung dalam dan luar dapat diukur untuk menghitung kecepatan aliran fluida pada titik tersebut. Tabung pitot biasanya digunakan untuk mengukur kecepatan fluida di pipa dan terowongan angin, serta di sungai. Jika kecepatan aliran setiap bagian diukur sesuai peraturan, maka dapat diintegrasikan untuk mengukur laju aliran fluida dalam pipa. Namun bila fluida mengandung partikel dalam jumlah kecil, dapat menghalangi lubang pengukuran, sehingga hanya cocok untuk mengukur laju aliran fluida non partikel. Jadi, tabung pitot juga dapat digunakan untuk mengukur kecepatan angin dan laju aliran, yang merupakan prinsip dari anemometer tabung pitot.
