Was ist ein Mikroanemometer?
Ein Mikroanemometer ist ein Anemometertyp (Windmessertyp), der die Windgeschwindigkeit misst und digital anzeigt, z. B. für Umweltmessungen in Produktionsanlagen und Labors, Sicherheitskontrollen und Gebäudemanagement.
Mit einer Auflösung der Windgeschwindigkeit von 0,01 m/s oder besser ist das Gerät in der Lage, sehr niedrige Windgeschwindigkeiten zu messen und wird häufig für Messungen in engen Räumen und in Innenräumen verwendet. Mikroanemometer variieren in Größe und Funktionsumfang und reichen von Hitzdrahtgeräten, die auch Luftstrom und Temperatur messen können, über Geräte mit Speicherfunktion, die an einen PC oder Drucker angeschlossen werden können, bis hin zu Geräten mit Sondenverlängerungsstab, Geräten mit Kanaleingangsfunktion, Geräten für Hochtemperaturmessungen und drahtlosen Anemometern.
Die Auswahl des geeigneten Geräts sollte sich nach der Anwendung und der Innenraumumgebung richten.
Anwendungen von Mikroanemometern
Mikroanemometer wurden traditionell zur Beurteilung des Komforts durch Prüfung der Innenraumlüftungsfunktionen eingesetzt, werden aber inzwischen auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen verwendet, z. B. zur Messung der Auswirkungen von Gebäuden auf den Wind und zur Kontrolle der Umgebung in Reinräumen. Beispiele für den Einsatz sind:
- Messung der Windgeschwindigkeit in Reinräumen und reinen Werkbänken
- Zugluftkammern, usw.
- Messung der Luftqualität in Wohnungen und Bürogebäuden
- Steuerung der Luftgeschwindigkeit in Gebäuden und Fabriken
- Wartung und Kapazitätsprüfung von Klimaanlagen
- Untersuchungen der Innenraumluft in Produktionsstätten
- Leistungsprüfung von HEPA-Filtern, usw.
- Messung von Konvektionsströmen in Innenräumen
- Ventile, Lüftungsventilatoren, Ventilatoren, usw.
Funktionsweise von Mikroanemometern
Zu den Mikroanemometern gehören Pitotrohr-Anemometer, die bei hohen Geschwindigkeiten messen können, Flügelrad-Anemometer, die weniger durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt werden, thermische Anemometer, die die Windgeschwindigkeit anhand des Wärmeverlusts in Metalldrähten messen, und Ultraschall-Anemometer, die mit Ultraschallwellen arbeiten. In Gebieten mit geringer Windgeschwindigkeit werden Laser-Doppler-Anemometer und thermische Anemometer als Anemometer für geringe Windgeschwindigkeiten eingesetzt.
Bei Laser-Doppler-Anemometern überlagern sich zwei Laserstrahlen mit unterschiedlichen optischen Pfaden und erzeugen Interferenzstreifen. Tracerpartikel fließen in die Flüssigkeit und passieren diese Interferenzstreifen, wodurch sich die Intensität des von den Tracerpartikeln gestreuten Lichts ändert.
Diese Intensitätsänderung wird abgelesen und die Frequenz der Dopplerverschiebung ermittelt, um die Geschwindigkeit der Partikel (Flüssigkeit) zu bestimmen. Die berührungslose Beobachtung von Flüssigkeits- und Gasströmen bedeutet, dass die Strömung nicht gestört wird. Die hohe Zeitauflösung ermöglicht die Messung niedriger Windgeschwindigkeiten.
Hitzdrahtanemometer nutzen den Wärmeverlust von Metalldrähten zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit. Ein beheizter Metalldraht (z. B. Platin) ist in die Sonde eingebettet.
Wenn die Sonde dem Wind ausgesetzt ist, wird die Temperatur des Metalldrahtes durch den Wind abgekühlt, und die Menge dieser abgekühlten Wärme entspricht der abgeleiteten Wärme. Je stärker der Wind ist, desto niedriger ist die Temperatur des Metalldrahtes.
Die Beziehung zwischen der Windstärke und der abgeleiteten Wärmemenge wird zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit verwendet. Diese basiert auf einer Annäherung mit Hilfe der King-Formel, die besagt, dass der Wärmeverlust proportional zur Hälfte der Windgeschwindigkeit hoch eins ist.
Auswahl eines Mikroanemometers
Laser-Doppler-Anemometer sind für den industriellen Einsatz nur schwer geeignet, da sie Tracer-Partikel benötigen und sehr teuer sind. Sie sind jedoch berührungslos und haben das Potenzial, Dinge zu messen, die andere Anemometer nicht können. Sie sind eine gute Wahl, wenn man die Strömung genauer kennenlernen möchte, z. B. bei Untersuchungen von Flüssigkeiten.
Hitzedraht-Anemometer hingegen sind weit verbreitet und einfach zu handhaben. Es gibt verschiedene Typen, z. B. tragbare Modelle und Modelle, die mehrere Punkte messen können, so dass es wichtig ist, das richtige für Ihre Anwendung zu wählen.
Weitere Informationen zu Mikroanemometern
Kalibrierung von Mikroanemometern
Es ist wichtig, ein Mikroanemometer im niedrigen Windgeschwindigkeitsbereich häufig zu kalibrieren, da dieser Bereich schwer zu messen ist. Vor allem bei Hitzdraht-Anemometern können selbst kleinste Staubpartikel auf der Sonde zu Messungenauigkeiten führen.
Die Klassifizierung der Windgeschwindigkeit ist definiert als Feinwindgeschwindigkeit im Bereich von 0,05 m/s bis 1,5 m/s und Gasströmungsgeschwindigkeit im Bereich von 1,3 m/s bis 40 m/s. Im Allgemeinen wird die Strömung instabil und schwierig zu kalibrieren, wenn versucht wird, sehr langsame Windgeschwindigkeiten zu erzeugen.
Daher verwenden Kalibrierungseinrichtungen für niedrige Windgeschwindigkeiten einen fahrenden Schlitten, der das Mikroanemometer in stehendem Gas bewegt. Bei dieser Methode muss die Luft vollständig zum Stillstand kommen, weshalb die Anlage in einem unterirdischen Tunnel (8 m tief unter der Oberfläche, mit einer jährlichen Temperaturschwankung von etwa 20 °C und einer Toleranz von ±2 °C) aufgestellt wird, um die Auswirkungen der natürlichen Konvektion zu vermeiden, und die Kalibrierung über einen ausreichenden Zeitraum erfolgt.