Princípio de funcionamento do sensor de velocidade do vento térmico

Princípio de funcionamento do sensor de velocidade do vento térmico

O sensor de velocidade do vento térmico utiliza um fio quente (fio de tungstênio ou platina) ou um filme quente (filme de platina ou cromo) como sonda, exposto ao ar que está sendo medido, e o conecta a uma ponte de Wheatstone para detectar a vazão do ar na seção medida pelo balanço de resistência ou corrente da ponte de Wheatstone. O sensor de velocidade do vento do filme quente é revestido com um isolamento muito fino em película de quartzo para isolá-lo do fluido e evitar contaminação, além de poder operar em fluxos de ar com partículas e ser mais forte que um fio metálico quente.

Quando a temperatura do ar é constante, a potência dissipada no fio é igual ao calor instantâneo dissipado pelo fio no ar. A resistência do fio fase varia com a temperatura, e a resistência do fio fase e a temperatura do fio quente na faixa usual de temperatura (0 a 300 °C) apresentam uma relação linear. O coeficiente de dissipação de calor está relacionado à velocidade do fluxo de ar.

A velocidade do fluxo de ar medida por um sensor térmico de velocidade do ar é função da corrente e da resistência. Ao manter a corrente (ou resistência) constante, a velocidade do fluxo de ar medida corresponde apenas à resistência (ou corrente).

Sensores de velocidade térmica de vento estão disponíveis tanto em circuitos de projeto de corrente constante quanto de temperatura constante. Sensores de velocidade de ar termostáticos com fio quente são mais comumente usados. O princípio do método de temperatura constante é manter a temperatura do fio fase constante durante o processo de medição, de modo que o equilíbrio da ponte, a resistência do fio quente permaneça constante, a velocidade do fluxo de ar seja apenas uma função de valor único da corrente, de acordo com a relação conhecida entre a velocidade do fluxo de ar e a corrente pode ser derivada da velocidade do fluxo de ar através do dispositivo final.

O sensor de velocidade do ar com fio quente de corrente constante mantém o valor de corrente fluindo pelo fio fase constante durante o processo de medição. Quando o valor da corrente é constante, a velocidade do fluxo de ar está relacionada apenas à resistência do fio fase. A velocidade do ar através do sensor pode ser encontrada a partir da velocidade do ar conhecida em relação à resistência do fio fase.

O sensor de velocidade do vento por fio quente mede a velocidade pulsante do vento. Sensores de velocidade de vento de fluxo constante possuem alta inércia térmica, sensores termostáticos de velocidade de vento têm inércia térmica relativamente baixa e resposta de alta velocidade. A precisão da medição do sensor de velocidade térmica não é muito alta, portanto, deve ser dada atenção à compensação de temperatura ao usar o sensor.