עיקרון התפקוד של חיישני מהירות רוח בפיתוט-צינור
צינור פיטוט, המכונה גם "צינור מהירות אוויר", "צינור מהירות רוח", הוא מדידת הלחץ הכולל של זרימת האוויר והלחץ הסטטי כדי לקבוע את מהירות זרימת האוויר של מכשיר צינורי, שהומצא על ידי H. Pitot הצרפתי ושמו.
קשה למדוד את מהירות זרימת האוויר ישירות בשיטות ניסיוניות, אך ניתן למדוד בקלות את לחץ זרימת האוויר בעזרת מנמטר. הוא משמש בעיקר למדידת מהירות המטוס, אך יש לו גם מגוון פונקציות אחרות. לכן, ניתן למדוד את הלחץ בעזרת צינור פיטו ואז ניתן לחשב את מהירות זרימת האוויר על ידי יישום משפט ברנולי. צינור פיטו מורכב מראש עגול של המעטפת הכפולה (ראה איור), קוטר המעטפת החיצונית D, במרכז הראש העגול O בפתח של חור לחץ כולל המחובר למארז הפנימי, המחובר לקצה אחד של הצינור. מנומטר, קוטר החור עבור ה-{{0}}.3 ~ 0.6 D. במארז החיצוני ממשטח הצד של ה-O בערך 3 ~ 8 DC בהיקף ההיקף פתחו שורה באופן אחיד של חורי לחץ סטטיים בניצב לדופן המעטפת החיצונית, המחוברים למנומטר לעומת זאת, צינור הפיטוט ממוקם מתוך רצון למדוד את מהירות זרימת האוויר הקבועה, כך שהצינור משמש לחישוב משפט האוויר של ברנולי מְהִירוּת. צינור פיטו ממוקם בזרימת האוויר הקבועה, כך שציר הצינור וכיוון זרימת האוויר זהים, הקצה המוביל של הצינור לזרימה הנכנסת. כאשר זרימת האוויר קרובה לנקודת O, קצב הזרימה מופחת בהדרגה, הזרימה לנקודת ה-O של הקיפאון נעצרת לאפס. אז נקודת O הנמדדת היא הלחץ הכולל P. שנית, מכיוון שהצינור דק מאוד, נקודת C מנקודת O היא מספיק רחוקה, כך שנקודת C במהירות ובלחץ הוחזרה בעצם לאותה מהירות V והלחץ הנכנסים P שווה לערך הלחץ, ולכן נמדד בנקודת C הוא הלחץ הסטטי. עבור זרימה במהירות נמוכה, המשוואה לקביעת קצב הזרימה ניתנת על ידי משפט ברנולי:
על פי הלחץ הכולל הנמדד על ידי המנומטר והפרש הלחץ הסטטי PP, כמו גם צפיפות הנוזל ρ, ניתן לחשב בהתאם לנוסחה למהירות זרימת האוויר.
עקרון עבודה של חיישן מהירות רוח קולי
עקרון העבודה של חיישן מהירות רוח קולי הוא להשתמש בשיטת הפרש זמן קולי כדי להשיג מדידת מהירות הרוח. כי מהירות התפשטות הקול באוויר, וכיוון הרוח יועלו על מהירות האוויר. אם כיוון ההתפשטות של הגל האולטראסוני זהה לכיוון הרוח, אזי מהירותו תואץ; להיפך, אם כיוון ההתפשטות של הגל האולטראסוני מנוגד לכיוון הרוח, אזי מהירותו תואט. לכן, בתנאי זיהוי קבועים, מהירות התפשטות האולטרסאונד באוויר יכולה להתאים לפונקציית מהירות הרוח. מהירות וכיוון הרוח המדויקים ניתן לקבל על ידי חישוב. מאחר ומהירות התפשטות גל הקול באוויר מושפעת מאוד מהטמפרטורה; חיישן מהירות הרוח מזהה שני כיוונים מנוגדים בשני ערוצים, כך שהשפעת הטמפרטורה על מהירות גל הקול היא זניחה.
חיישן הרוח האולטראסוני הוא קל משקל, אין לו חלקים נעים, הוא קשיח ואינו דורש תחזוקה או כיול בשטח, והוא יכול להפיק גם את מהירות הרוח וגם את הכיוון. לקוחות יכולים לבחור את יחידת מהירות הרוח, תדירות הפלט ופורמט הפלט בהתאם לצרכיהם. חימום (מומלץ לסביבות קרות) או יציאות אנלוגיות זמינות גם כן על פי בקשה. ניתן לחבר אותו למחשב, לאספן נתונים או להתקן איסוף אחר עם RS485 או פלט אנלוגי תואם. במידת הצורך, ניתן להשתמש בו גם ברשת של מספר יחידות.
מד מהירות וכיוון רוח קולי הוא מכשיר מתקדם יותר למדידת מהירות וכיוון הרוח. מכיוון שהוא מתגבר היטב על הפגמים המובנים של מד רוח מכני, הוא יכול לעבוד כרגיל במשך זמן רב בכל מזג אוויר, ונמצא בשימוש נרחב יותר ויותר. זה יהיה חלופה חזקה למדי רוח מכניים.
