Anemometr cieplny z sinusoidalną modulacją temperatury włókna

Autor: J. Kiełbasa 

W artykule podaje się metodę równoczesnego pomiaru prędkości przepływu v i temperatury medium Tg za pomocą jednowłóknowej sondy termoanemometrycznej pracującej w układzie anemometru stałotemperaturowego, którego współczynnik nagrzania N(t) jest modulowany sinusoidalnie.

Zakładając, że parametry a i b w prawie Kinga [równaniu (1)] nie zależą bezpośrednio od temperatury płynącego medium wykazano, że przyrosty lub straty mocy wywołane zmianą współczynnika nagrzania nie zależą od temperatury medium Tg (rys. 2).

Wyrażając traconą moc za pomocą zależnego od czasu współczynnika nagrzania włókna N(t) i napięcia występującego na grzanym włóknie anemometru Uw i rozkładając to napięcie w szereg Fouriera znaleziono związki jakie zachodzą pomiędzy zerową składową Uo i pierwszą składową Ul napięcia na grzanym włóknie a prędkością v przepływu medium i temperaturą medium Tg.

W przypadku modulacji współczynnika nagrzania włókna po rozwinięciu furierowskim napięcia na włóknie Uw na składowe otrzymuje się dodatkowe informacje, które to wykorzystuje się do wyliczenia prędkości przepływu i temperatury medium. Wielkości wylicza się z równań (23), (24), (27).