· Информация о продукции
· Многокомпонентный инфракрасный газоанализатор
· Аппаратура для измерения запыленности (пылемер)
· Аспиратор для отбора проб воздуха
· Анемометр (термоанемометр)
· Насос. Модель А-01-Д1/Д2

Анемометры

приборы для измерения скорости движущейся среды.

Термоанемометр. Модель ИТС-01

Рис.1. Схема чувствительного элемента из проволоки.

Обычно проволока промышленных термоанемометров для газовых измерений имеет 4-10 мкм в диаметре и 1 мм длины. Другой конструкцией является показанная на рис. 2 схема поверхностного чувствительного элемента с основанием из пирексового стекла с нанесенным покрытием — напылением или фольгой из платины.

Рис.2. Поверхностный чувствительный элемент.

Для особых условий работы встречаются чувствительные элементы в виде трубки с нанесенным изнутри покрытием напылением (рис.3)

Рис.3.Трубчатый чувствительный элемент.

Так как принцип работы термоанемометра связан с процессами теплообмена, для точных измерений необходима неизменность тепловых характеристик как среды, так и поверхности элемента, тем более, что размеры проволоки или напыления малы. Поэтому достоверная работа возможна только в среде чистых от пыли и одинаковых по составу, по отношению к процессу калибровки прибора, газов. На рис.4 приведен вид реального измерительного узла высокоточного термоанемометра. Для повышения точности измерения применяются три измерительных проволоки, расположенные под углом друг к другу, чем достигается компенсация изменения вектора движения воздушного потока

Рис.4.Измерительный узел высокоточного термоанемометра.

К достоинствам термоанемометрического метода измерения относятся высокая чувствительность, хорошее быстродействие, простота конструкции. К недостаткам — достоверная работа только в чистых газовоздушных потоках с неизменными теплофизическими характеристиками, необходимость очистки элемента от пыли.

Основные характеристики термоанемометра можно получить из следующих рассуждений. Рассмотрим нагретую проволоку, помещенную в движущуюся среду. В стационарном режиме проволока, нагретая электрическим током, находится в тепловом равновесии со средой. При этом электрическая мощность, которая идет на нагрев проволоки, должна уносится конвективными потоками среды. Имеем равенство затрачиваемой на нагрев мощности тепловым потерям - уравнение теплообмена

где:
I — протекающий ток
Rw — сопротивление проволоки
Tw — температура проволоки
Tf — температура среды
Aw — обтекаемая площадь проволоки
h — коэффициент теплообмена проволоки.

Так как сопротивление проволоки Rw также зависит от температуры, имеем

где:
a — температурный коэффициент сопротивления
Rref — величина сопротивления при калибровочной температуре.
Tref — калибровочная температура

Коэффициент теплообмена h является функцией скорости потока vf в соответствии с законом

где:
a,b,c, — постоянные, определяемые при калибровки датчика, (c @ 0,5) Комбинируя эти уравнения, можно исключить коэффициент теплообмена h:

Продолжая, можно решить эти уравнения относительно скорости

В термоанемометрах обычно используются один из двух режимов работы:
· с постоянной температурой проволоки
· с постоянным током через проволоку.

Термоанемометры с постоянной температурой более распространены, так как более устойчивы к вариациям скорости потока. Это видно из следующего. Так как проволока для повышения эффективности работы должна быть нагрета до более высокой температуры, чем температура измеряемой среды, то при резком уменьшении скорости потока теплоотвод уменьшится, но сама проволока не успеет изменить (уменьшить) сопротивление, и при нагреве постоянным током проволока может перегореть.

Для термоанемометра с постоянной температурой имеем Tw (и соответственно Rw) — постоянные, и тогда:

Здесь Tf температура потока, которая может быть измерена.

Таким образом, скорость потока есть функция только протекающего через проволоку тока I.

Возможен и более сложный вариант работы — с поддержанием постоянного перегрева (на фиксированную разность температур) проволоки относительно температуры среды.

Для термоанемометра с постоянно протекающим током имеем постоянное значение I, то есть:

Это выражение можно преобразовать для другого варианта работы — с постоянно поддерживаемым напряжением V на проволоке:

где:
V — напряжение на проволоке.

Этот вариант работы встречается редко. Если температуру Tf измерять независимо, то скорость потока для вариантов работы с постоянным током (и ли напряжением) будет функцией только температуры проволоки Tw. С другой стороны. температура проволоки связана с ее сопротивление Rw. То есть в этих случаях скорость потока может быть определена по сопротивлению проволоки.

Практически только так и определяется температура Tw проволоки.
В общем случае имеем:

То есть в случае варианта постоянного тока через проволоку скорость потока определяется измерением напряжение на ней, а в случае варианта поддержания постоянного напряжения — измерением тока, протекающего через проволоку.

Для варианта с поддержанием постоянной температуры проволоки, или ее постоянного перегрева, регулируя значение напряжения на проволоке (и соответственно тока через нее), поддерживаем необходимый температурный режим, и по измеренным значениям напряжения и тока определяем скорость потока.

Во всех случаях работы термоанемометра необходимо независимое измерение температуры потока Tf.

Идеализация процесса теплообмена учитывает только разность температур проволоки и среды. Реально существуют тепловые потери через держатели проволоки, другие виды теплообмена. Это приводит к тому, что тепловые потери зависят не только от разности температур, но и от абсолютного значения температуры среды. Поэтому практически вид зависимости напряжения на проволоке от скорости потока при питании постоянным током выглядит так, как представлено на рис.1. При работе в широком интервале температур измеряемого потока необходимо учитывать все эти факторы, что усложняет конструкцию термоанемометра.

Рис.1 Характер градуировки в зависимости от температуры потока (Т1..Т3)

Термоанемометр ИТС-01 состоит из измерительного щупа, который содержит платиновый датчик, защитное ограждение, датчика температуры потока, схемы сопряжения, и блока обработки информации и индикации. Так как термоанемометр ИТС-01 работает в широком интервале температур — до +450 °С, в термоанемометре ИТС-01 использовано динамическое регулирование тока и напряжения на платиновом элементе с целью снижения погрешности измерения. Обработка информации и индикация результатов происходит при помощи микропроцессора.
Промышленность выпускает разные типы анемометров и термоанемометров. (модели и сравнения)