بادسنج ها

بادسنج ها | انواع و کاربرد هر کدام

­­بادسنج ها برای اندازه گیری جریان هوا و گاز در کاربردهای مختلف مانند : متعادل کردن سیستم های HVAC با استفاده از سرعت سنج های دستی انجام می شوند.آنها همچنین برای اندازه گیری سرعت گازهای آلوده و مرطوب ، تشخیص باد برای بدست آوردن پروفیل سرعت با استفاده از سنسور های نوع داپلر استفاده می شوند.بادسنج های طراحی شده شامل : انواع پیتوت ، مکانیکی(پروانه،توربین)حرارتی و داپلر می باشد.لوله های پیتوت و فلومترهای حرارتی در ادامه این فصل مورد بحث قرار میگیرند.این بخش بر روی مکانیک و باد سنج های نوع داپلر متمرکز است.

بادسنج های مکانیکی:

شکل 2.2a پره را نشان می دهد.جریان هوا باعث میشود که پره ها با سرعت زاویه ای ، متناسب با سرعت باد بچرخند. هنگامی که یک واحد قابل حمل مورد نیاز است ، یا زمانی که خواندن آن رضایت بخش می باشد ، سرعت پره از طریق مجموعه دنده و فنر به یک نشان گر داخلی ارسال می گردد.هنگامی که به خواندن از راه دور نیاز است ، یک کوپلینگ مغناطیسی یا خازنی برای تولید سیگنال transmission استفاده می شود.شکل 2.2b یک باد سنج سه فنجانی را نشان می دهد که مستقیماً به جهت باد حساس نمی باشد.در یک طراحی شفت ، یک سرعت سنج ، جریان مستقیم (DC) را هدایت می کند که ولتاژ خروجی ف متناسب با سرعت ، باد تولید می کند.این سیگنال می تواند به عنوان ورودی یک نشانگر یا خواندن نصب شده و از راه دور استفاده شود.طراحی پروانه در شکل 2.2c برای نشان دادن سرعت سنجِ محور ارائه شده است.از آنجایی که انتهای (دُمِ)این پروانه همیشه آن را به سمت باد هدایت می کند ، این ابزار می تواند هم سرعت باد و هم جهت آن را مشخص کند.سرعت پاسخ یک بادسنج، برحسب طولِ بادی که باید از پاسخ سنسور سرعت به 63 درصد از یک متغییر در سرعت عبور کند ، بیان می شود.این به عنوان فاصله ثابت شناخته می شود و به طور کلی با فوت بیان می شود.یک فاصله ثابت معمولی برای واحدهای تجاری 6 فوت است(8/1 متر).

 

 

 

بادسنج های حرارتی :

در این فصل در مورد فلومترهای حرارتی به اختصار توضیح داده شده است. بنابراین بعداً به طور مفصل و با جزئیات کامل مورد بررسی قرار خواهند گرفت.باد سنج سیم داغ (HOT-WIRE) شکل 2.2d به عنوان یک ترموپیل گرم شده عمل می کند که با سرعتی متناسب با سرعت هوا یا گاز در نوک prob خنک می شیود. در محدوده ی 100 تا 2000 و 20  تا 500 فوت در دقیقه (به ترتیب 0.5 تا  10.0، 0.25 تا 5.0 و 0.1 تا 2.5 متر بر ثانیه)ذکر شده است.

 

بادسنج های داپلر :

هنگامی که صدا یا نور به جو تابیده می شود ، هرگونه ناهمگونی در هوا این پرتوها را منعکس می کند.تغییر داپلر حاصل در فرکانس های برگشتی می تواند به عنوان نشانه ای از سرعت باد تفسیر شود. از دستگاه های داپلر آکوستیک غالباً بیشتر از نوع لیزری آنها استفاده می شود.آنها به خصوص در برنامه های نظارت بر آلودگی هوا مفید هستند.هنگامی که بادسنج های داپلر لیزری استفاده می شود ، شدت نور پراکنده شده توسط ذرات بازتابنده در هوا ، تابعی از شکست و اندازه آنها است.(بیش از 5 میکرون). در اندازه ذرات بیش از 5 میکرون ، میتوان فرض کرد که سرعت ذرات با سرعت هوا (گاز یا مایع)یکسان است.اغلب ذرات موجود به طور طبیعی (به ویژه در آب)عملکرد رضایت بخشی را تضمین می کنند، اما برای بدست آوردن اندازه گیری های "کامل" ، seeding توصیه می شود.عملکرد بادسنج های داپلر لیزری (LDA)از اثر داپلر یا تغییر فرکانس داپلر (رنگ)استفاده می کند که با پراکنده شدن نور از سطح ذراتِ متحرک اتفاق می افتد.ایت تغییر در فرکانس (رنگ)منبع نور (پرتو لیزر) متناسب با سرعت ذرات پراکنده است. نسبت به فرکانس نور ، این تغییر فرکانس بسیار کوچک است ( از 1 کیلوهرتز تا 0.1 مگاهرتز) بنابراین می توان آن را به طور مستقیم اندازه گیری کرد.این پیکر بندی حالت دیفرانسیل ، LDA نامیده می شود.شکل 2.2e مکانی که پرتوهای منبع لیزر یکدیگر را در ناحیه اندازه گیری قطع می کنند را نشان می دهد.در این محل مجموعه ای از صفحات تداخل تشکیل می شود.هنگامی که ذرات از این صفحات عبور می کنند ، سیگنال های نوری فرکانس هایی برابر با فرکانس داپلر را با فلاش تولید می کنند.سپس این سیگنال توسط photomultiplier  اسکن و آنالیز می شود.علاوه بر بادسنج هایی که از اصل داپلر لیزری استفاده می کنند ، بادسنج هایی لیزری نیز وجود دارند که از اصول two-focus and transmit  استفاده می کنند.بادسنج های لیزری دوکانوی (L2F) زمان لازم برای عبور ذرات بین دو پرتو متمرکز را اندازه گیری می کند.(شکل 2.2f).سیگنال از دو پالس تشکیل شده و توسط photomultiplier اسکن می شود.پردازش توسط یک همبستگی خودکار ارائه می شود. ایراد این روش این است که احتمال کمی وجود دارد که ذرات هز هر دو پرتو عبور کنند.از سوی دیگر ، سیگنال اندازه گیری قوی تر و نویز پس زمینه کمتری دارد.هر دو نوع اندازه گیری داپلر غیر تماسی ، برایِ تقریباً تمام سرعت های هیدوردینامیکی و آیرودینامیکی در کاربردهای اندازه گیری مناسب هستند.

 

 

نتیجه گیری :

برای اندازه گیری سرعت غیر تماسی ، سنسورهای نوع داپلر را می توان در نظر گرفت.هنگام قراردادن سایر بادسنج ها ، سازه هایی که روی آنها نصب شده اند احتمالاً جریان هوا را مختل می کنند.یک ساختمان مستطیل شکل ، جریان هوا را تاحدود دو برابر ارتفاع خود ، شیش برابر ارتفاع خود در جهت بادگیر و دوبرابر ارتفاع خود در جهت باد مختل می کنند.در نصب تاسیسات فرآیند، داشتن نشان گر جهت باد همیشه ایده خوبی است تا اپراتورها همیشه بدانند در صورت ریزش ، مسیر امن برای فرار کدام است.