Tytuł pozycji:
Modelowanie procesu regulacji anemometru stałotemperaturowego do pomiarów w przepływach szybkozmiennych
Typowym układem pracy anemometru z grzanym włóknem jest układ stałotemperaturowy. Jest to elektroniczny układ automatycznej regulacji, który utrzymuje średnią temperaturę włókna czujnika na stałym, zadanym poziomie. Układ stałotemperaturowy zawiera mostek komparacji rezystancji oraz regulator pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego. W takim układzie prąd czujnika jest funkcją strat cieplnych włókna pomiarowego, a więc pośrednio mierzonej prędkości przepływu. Anemometr stałotemperaturowy umożliwia pomiar szybkozmiennych fluktuacji prędkości przepływu, jednak pasmo przenoszenia jest funkcją parametrów układu, oraz współczynnika nagrzania włókna i prędkości przepływu. Dobór parametrów i regulacja układu stałotemperaturowego umożliwiają kształtowanie i optymalizację pasma przenoszenia anemometru do pomiarów w szybkozmiennych przepływach turbulentnych. W pracy przedstawiono model matematyczny anemometru stałotemperaturowego oraz badania symulacyjne obrazujące kształtowanie pasma przenoszenia i metodykę optymalnej regulacji anemometru. Artykuł stanowi pierwszą część cyklu poświęconego tematyce pomiarów termoanemometrycznych w przepływach szybkozmiennych.
A typical system for supply a hot-wire flow velocity sensor is a constant-temperature system. It is an electronic automatic control system, that maintains an average temperature of the wire at a constant, preset level. The constant-temperature system consists of a resistance bridge and a regulator working in the feedback loop. In such an arrangement, the current of the sensor is a function of the heat loss from wire to flow, and therefore, indirectly, the function of the measured fl ow velocity. The constant-temperature anemometer enables the measurement of fast fluctuations in flow, but the frequency bandwidth of the anemometer is a function of the overheat ratio and the flow velocity. The choice of system parameters allows to optimize the frequency bandwidth of the anemometer. Presented mathematical model of the constant-temperature anemometer and research methodology of computer simulations allows analysis of the process of regulation, optimization and determination of the frequency bandwidth of the anemometer. This article is the first part of a series dedicated to the topic of hot-wire anemometric measurements in fast changing flows.
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
