שלושה מדי רוח נפוצים והפתרונות שלהם
1. מד רוח תרמי
מכשיר למדידת מהירות הממיר אותות של מהירות זרימה לאותות חשמליים ויכול גם למדוד טמפרטורת או צפיפות נוזל. העיקרון הוא להניח חוט מתכת דק (נקרא חוט חם) שמחומם על ידי חשמל בזרימת האוויר. פיזור החום של החוט החם בזרימת האוויר קשור לקצב הזרימה, ופיזור החום גורם לשינוי בטמפרטורה של החוט החם ולשינוי בהתנגדות. אות קצב הזרימה מומר לאחר מכן לאות חשמלי. יש לו שני מצבי עבודה: ① זרם קבוע. הזרם דרך החוט החם נשאר קבוע, וכאשר הטמפרטורה משתנה, ההתנגדות של החוט החם משתנה, וכתוצאה מכך שינוי במתח בשני הקצוות, ובכך מודדים את קצב הזרימה. ② סוג טמפרטורה קבועה. הטמפרטורה של הקו החם נשארת קבועה, כגון ב-150 מעלות, וניתן למדוד את קצב הזרימה על סמך הזרם המופעל הנדרש. סוג טמפרטורה קבוע נמצא בשימוש נרחב יותר מאשר סוג זרם קבוע.
אורך החוט החם הוא בדרך כלל בטווח של 0.5-2 מילימטרים, והקוטר הוא בטווח של 1-10 מיקרומטר. החומר המשמש הוא פלטינה, טונגסטן או סגסוגת רודיום פלטינה. אם נעשה שימוש בסרט מתכת דק מאוד (עובי פחות מ-0.1 מיקרון) במקום חוט מתכת, הוא נקרא מד רוח של סרט חם, שמתפקד בדומה לחוט חם אך משמש בעיקר למדידת מהירות זרימת נוזלים. בנוסף לסוג הקו היחיד הרגיל, הקו החם יכול להיות גם שילוב של קו כפול או קו משולש, המשמש למדידת רכיבי מהירות בכיוונים שונים. ניתן להזין את האות החשמלי מהקו החם, לאחר הגברה, פיצוי ודיגיטציה, למחשב כדי לשפר את דיוק המדידה, להשלים אוטומטית את תהליך לאחר עיבוד הנתונים, להרחיב את פונקציית מדידת המהירות, ולמדוד בו-זמנית ערכים מיידיים וממוצעים, מהירויות משולבות וחלקיות, עוצמת טורבולנס ופרמטרים נוספים של מערבולות. בהשוואה לצינורות פיטוט, למד רוח החוט החם יש נפח בדיקה קטן יותר ופחות הפרעה לשדה הזרימה; תגובה מהירה, מסוגלת למדוד מהירות זרימה לא יציבה; יש לו את היתרון שהוא מסוגל למדוד מהירויות נמוכות מאוד (כגון עד 0.3 מטר לשנייה).
בעת שימוש בבדיקה רגישה לתרמית במערבולת, זרימת אוויר מכל הכיוונים משפיעה בו זמנית על האלמנט התרמי, מה שעלול להשפיע על הדיוק של תוצאות המדידה. כאשר מודדים במערבולת, הקריאה של חיישן הזרימה של מד הרוח התרמי גבוהה יותר מזו של הגשושית הסיבובית. ניתן להבחין בתופעה הנ"ל במהלך מדידת צנרת. על פי תכנונים שונים לניהול זרימה סוערת בצנרת, היא עשויה להתרחש אפילו במהירויות נמוכות. לכן, תהליך מדידת מד הרוח צריך להתבצע בקטע הישר של הצינור. נקודת ההתחלה של הקטע הישר צריכה להיות לפחות 10 × D (קוטר צינור D=, ב-CM) מחוץ לנקודת המדידה; נקודת הסיום צריכה להיות לפחות 4 × D מאחורי נקודת המדידה. אסור שיהיו בחתך הנוזל- חסימות כלשהן (קצוות, תולים, חפצים וכו').
2. מד רוח אימפלר
עקרון העבודה של בדיקת האימפלר של מד רוח מבוסס על המרת סיבוב לאותות חשמליים. ראשית, הוא עובר דרך ראש חישת קרבה כדי "לספור" את סיבוב האימפלר וליצור סדרת פולסים. לאחר מכן, הוא מומר ומעובד על ידי גלאי כדי לקבל את ערך המהירות. הבדיקה בעלת הקוטר- הגדול (60 מ"מ, 100 מ"מ) של מד הרוח מתאימה למדידת זרימה טורבולנטית במהירויות בינוניות עד נמוכות (כגון ביציאות צינור). הגשש הקטן בקוטר- של מד רוח מתאים יותר למדידת זרימת אוויר בצינורות עם שטח חתך- גדול מפי 100 מזה של הגשושית.
3. מד רוח צינור פיטוט
הומצא על ידי הפיזיקאי הצרפתי H. Pito במאה ה-18. לצינור פיטו פשוט יש צינור מתכת דק שבקצהו חור קטן כצינור מנחה לחץ, המודד את הלחץ הכולל של הנוזל בכיוון קרן הזרימה; צינור לחץ נוסף מובל החוצה מקיר הצינור הראשי ליד חזית הצינור הדק המתכתי כדי למדוד את הלחץ הסטטי. מד לחץ ההפרש מחובר לשני צינורות לחץ, והלחץ הנמדד הוא הלחץ הדינמי. לפי משפט ברנולי, לחץ דינמי הוא פרופורציונלי לריבוע מהירות הזרימה. לכן, ניתן למדוד את מהירות הזרימה של הנוזל באמצעות צינור פיטו. לאחר שיפורים מבניים, הוא הופך לצינור פיטו משולב, כלומר צינור לחץ סטטי פיטו. זהו צינור שכבות כפול כפוף בזווית ישרה. השרוול החיצוני והשרוול הפנימי אטומים, ויש מספר חורים קטנים מסביב לשרוול החיצוני. בעת המדידה, הכנס את השרוול הזה לאמצע הצינור הנמדד. הפתח של המעטפת הפנימית פונה לכיוון קרן הזרימה, ופתחי החורים הקטנים סביב המעטפת החיצונית מאונכים לכיוון קרן הזרימה. בשלב זה, ניתן למדוד את הפרש הלחץ בין המעטפת הפנימית והחיצונית כדי לחשב את מהירות הזרימה של הנוזל באותה נקודה. צינורות פיטוט משמשים בדרך כלל למדידת מהירות הנוזלים בצינורות ובמנהרות רוח, כמו גם בנהרות. אם מהירות הזרימה של כל קטע נמדדת לפי התקנות, ניתן לשלב אותה למדידת קצב הזרימה של הנוזל בצנרת. אך כאשר הנוזל מכיל כמות קטנה של חלקיקים, הוא עלול לחסום את חור המדידה, ולכן הוא מתאים רק למדידת קצב הזרימה של נוזלים שאינם חלקיקים. אז, ניתן להשתמש בצינורות פיטו גם כדי למדוד את מהירות הרוח וקצב הזרימה, שהוא העיקרון של מדי רוח של צינורות פיטו.
