مبدأ تشغيل مستشعر سرعة الرياح الحرارية

مبدأ تشغيل مستشعر سرعة الرياح الحرارية

يستخدم مستشعر سرعة الرياح الحرارية سلكًا ساخنًا (سلك التنغستن أو البلاتين) أو فيلمًا ساخنًا (فيلم البلاتين أو الكروم) كمسبار، يتعرض للهواء الذي يتم قياسه، ويربطه بجسر ويتستون للكشف عن معدل تدفق الهواء في القسم الذي يتم قياسه بميزان المقاومة أو التيار لجسر ويتستون.يتم تغليف مستشعر سرعة الرياح ذو الغشاء الساخن بطبقة عازلة رقيقة جدًا من فيلم كوارتز لعزله عن السائل ومنع التلوث، ويمكنه العمل في تيارات الهواء مع الجزيئات وهو أقوى من السلك المعدني الساخن.

عندما تكون درجة حرارة الهواء ثابتة، فإن الطاقة المبددة على السلك تساوي الحرارة اللحظية التي يبددها السلك في الهواء. تختلف مقاومة السلك الساخن باختلاف درجة الحرارة، وتظهر مقاومة السلك الساخن ودرجة حرارة السلك الساخن في نطاق درجة الحرارة المعتاد (0 إلى 300 درجة مئوية) علاقة خطية. ويرتبط معامل تبديد الحرارة بسرعة تدفق الهواء.

إن سرعة تدفق الهواء التي يتم قياسها بواسطة مستشعر سرعة الهواء الحراري هي دالة للتيار والمقاومة. من خلال الحفاظ على التيار (أو المقاومة) ثابتًا، فإن سرعة تدفق الهواء المقاسة تتوافق فقط مع المقاومة (أو التيار).

تتوفر أجهزة استشعار سرعة الرياح الحرارية في دوائر تصميم التيار المستمر ودرجة الحرارة الثابتة. تُستخدم أجهزة استشعار سرعة الهواء ذات الأسلاك الساخنة الترموستاتية بشكل أكثر شيوعًا.مبدأ طريقة درجة الحرارة الثابتة هو الحفاظ على درجة حرارة السلك الساخن ثابتة أثناء عملية القياس، بحيث يظل توازن الجسر ومقاومة السلك الساخن ثابتة، وسرعة تدفق الهواء ليست سوى وظيفة ذات قيمة واحدة للتيار، وفقًا للعلاقة المعروفة بين سرعة تدفق الهواء والتيار يمكن استخلاصها من سرعة تدفق الهواء عبر الجهاز النهائي.

يحافظ مستشعر سرعة الهواء بالسلك الساخن الثابت على تدفق القيمة الحالية عبر ثابت السلك الساخن أثناء عملية القياس. عندما تكون القيمة الحالية ثابتة، فإن سرعة تدفق الهواء ترتبط فقط بمقاومة السلك الساخن. يمكن العثور على سرعة الهواء عبر المستشعر من سرعة الهواء المعروفة بالنسبة لمقاومة السلك الساخن.

يقيس مستشعر سرعة الرياح ذو السلك الساخن سرعة الرياح النابضة. تتميز أجهزة استشعار سرعة الرياح ذات التدفق المستمر بالقصور الذاتي الحراري العالي، بينما تتمتع أجهزة استشعار سرعة الرياح الحرارية بقصور ذاتي حراري منخفض نسبيًا ولها استجابة عالية السرعة. دقة قياس مستشعر السرعة الحرارية ليست عالية جدًا، لذا يجب الانتباه إلى تعويض درجة الحرارة عند استخدام المستشعر.