O velocímetro de bola de calor é um instrumento de precisão para medir a velocidade do vento baseado em princípios termodinâmicos, cujo princípio de processo principal permite medir a velocidade do vento através da relação de troca térmica entre o elemento de aquecimento e o fluxo de ar.
Principios de medição básicos
O velocímetro de bola de calor usa o princípio de dissipação de calor por convexão forçada, o processo de medição é baseado nas seguintes leis físicas:
Equação de equilíbrio térmico: quando a corrente constante passa pelo elemento de aquecimento, a temperatura do componente aumenta para o estado de equilíbrio térmico, quando a potência de aquecimento é igual à potência de dissipação de convexão natural.
Relação velocidade do vento-dissipação: o aumento da velocidade do fluxo de ar aumentará o efeito de dissipação de calor de convecção forçada, levando a uma queda da temperatura do elemento de aquecimento, essa mudança de temperatura é uma função não linear com a velocidade do vento.
3, feedback de termopar: mudanças de temperatura são convertidas em sinais termodinâmicos por termopar, e o valor da velocidade do vento é exibido pelo medidor após a amplificação do circuito.
Processo de componentes-chave
1. Estrutura da cabeça
esferas de vidro: esferas de vidro de precisão de 0,6-0,8 mm de diâmetro, bobina de aquecimento de fio de níquel cromo e termopar em série
Array de termopares: estrutura de pilar de fósforo e cobre com extremidade fria exposta diretamente ao fluxo de ar para garantir a sensibilidade à resposta à temperatura
Embalagem em miniatura: integração em miniatura de componentes de aquecimento e de medição de temperatura através de um processo especial de fusão de vidro
2. sistema de circuito
Circuito de fonte de corrente constante: fornece uma corrente de aquecimento estável (geralmente 0,1-1A) para garantir o equilíbrio térmico inicial
Circuito de condicionamento de sinal: contém módulos de amplificação, filtragem e compensação de temperatura para eliminar os efeitos da temperatura ambiental
Sistema de calibração: botão mecânico integrado de ajuste zero e completo para suportar a calibração de campo
III. Fluxo de trabalho
Fase de pré-aquecimento: após a ligação à fonte de energia, o fio de níquel cromo aquece a bola de vidro até a temperatura de funcionamento (geralmente 50-100 ℃)
Estabelecimento do equilíbrio térmico: quando não há fluxo de ar, o sistema atinge o estado de equilíbrio térmico de convexão natural
3- Medição da velocidade do vento:
O fluxo de ar retira o calor e a temperatura da bola de vidro diminui.
Alteração do potencial de saída do termopar, convertido em sinal de velocidade do vento pelo circuito
O medidor mostra o valor da velocidade do vento correspondente (faixa de medição 0,05-30m/s)
Resposta dinâmica: baixa inércia térmica do sistema, tempo de resposta < 1 segundo, adequado para medição instantânea da velocidade do vento
Características técnicas
Alta sensibilidade: pode detectar vento de 0,05 m / s, adequado para medição de baixa velocidade do vento, como o sistema de ar condicionado
Resposta rápida: diâmetro de bola quente pequeno, capacidade térmica baixa, resposta dinâmica rápida
3, proporção de amplo alcance: proporção de alcance até 1:600, adaptado a diferentes ambientes de velocidade do vento
Compensação de temperatura: elimina o efeito da temperatura ambiental através do monitoramento da temperatura fria
Sonda miniatura: diâmetro da cabeça de medição < 1 mm, pode medir em espaço estreito
Este instrumento é especialmente adequado para saídas de ar condicionado de automóveis, sistemas de ventilação de laboratório, etc., onde a velocidade do vento precisa ser medida com precisão. É necessário prestar atenção à calibração regular durante o uso para evitar que a poluição da bola de vidro afete a precisão da medição.
