Anemometro a ventolina e a filo caldo come funzionano

Le due metodologie più diffuse per la misura della velocità e portata di un flusso d’aria

L'anemometro a ventolina

In questa tipologia di funzionamento, la spinta del fluido viene tradotta in rotazione mediante una ventolina. Questo metodo viene impiegato maggiormente per la verifica delle prestazioni degli impianti di climatizzazione HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning). L’anemometro a ventolina è sicuramente lo strumento più diffuso grazie alla sua semplicità ed economicità, l’elemento sensibile “ventolina” generalmente in materiale plastico e, nelle versioni più performanti, in lega leggera, è imperniato su micro cuscinetti e può essere di dimensioni diverse, da micro-ventoline Ø16mm a ventoline di diametri molto più elevati. La misurazione avviene in modo semplice, basta posizionare la ventola di fronte al flusso d’aria per rilevarne la velocità istantanea, il valore medio della velocità in un intervallo di tempo e su più punti, sia in condotte che all’esterno delle bocchette di emissione degli impianti di riscaldamento e di condizionamento.

Accorgimenti

Occorre prestare attenzione quando si pone la ventolina in posizione di rilevazione: il verso della freccia posta sul corpo della ventolina deve corrispondere a quello del flusso d’aria.

Limiti

• L’anemometro a ventolina può rilevare un flusso prettamente direzionale, perciò diventa difficoltoso impiegarlo per misurazioni in campo meteorologico in ambiente aperto dove è necessario avere una misurazione omnidirezionale.
• Trattandosi di un moto rotatorio costituito da parti meccaniche, in alcuni casi molto delicate specie nelle micro-ventoline, bisogna fare attenzione alla presenza di percentuali di umidità elevate e a concentrazioni di polveri/pulviscolo che possono danneggiare il sensore infiltrandosi all’interno o aggrappandosi alla ventolina bloccandone il normale funzionamento.
• Trattandosi di un moto rotatorio, necessita di uno spunto per la partenza, questo comporta un difficoltà nella misurazione di basse velocità con un limite di 0,4/0,5 m/s.
• Il suo campo di impiego, generalmente, non si presta a condizioni di temperatura elevate. La normale temperatura di esercizio deve essere compresa tra 0°C e +50°C, salvo indicazioni specifiche.

L'anemometro a filo caldo

Il principio di funzionamento a filo caldo si presta particolarmente alla misurazione di velocità molto basse grazie alla sua elevata sensibilità. Ad evidenziare notevolmente le caratteristiche di questo particolare strumento sono l’elevata affidabilità e precisione delle misurazioni e le ridotte dimensioni del sensore che, grazie a questo, può essere facilmente impiegato per misurazioni all’interno di condotti e canali di condizionamento e riscaldamento sfruttando i fori di ispezione presenti su ogni impianto. L’elevata sensibilità offre anche la possibilità di effettuare misurazioni su cabine e cappe di aspirazione dove le velocità sono molto ridotte.

Un anemometro a filo caldo è composto da una sonda con il suo cavo e un apparato elettronico per analizzare ed elaborare i dati. Il principio di funzionamento è composto da un filo, generalmente costituito da tungsteno o platino con un diametro di 5 µm (più fine di un capello) che viene collocato all’estremità della sonda e ancorato tra le punte di due supporti aghiformi tramite saldatura ed è scaldato elettricamente. Il flusso d’aria lambendo il filo, lo raffredda per convezione e questo crea una variazione/squilibrio delle condizioni che viene elaborato dal sistema elettronico per ricavarne il dato di velocità. Il corpo della sonda è composto da un tubo di metallo, in alcuni casi di forma telescopica per agevolare l’utilizzo all’interno di canali o per il raggiungimento di punti scomodi.

I pregi

• L’elevata sensibilità e precisione della misura, specie nelle basse velocità
• La sonda di dimensioni ridotte, pratica nell’inserimento nei canali
• La possibilità di misurazioni direzionali e omnidirezionali, questo consente l’impiego in molte applicazioni

Difetti

• Questo strumento è molto sensibile e nello stesso tempo anche molto delicato, polvere, trasporto di pulviscolo e altri materiali possono danneggiare seriamente il sensore fino a romperlo con relativi costi di manutenzione elevati. Perciò si consiglia l’utilizzo solamente in ambienti con flussi di aria pulita.
• Il costo, in molti casi è decisamente superiore alla versione a ventolina.

Metodo di misura a filo caldo con temperatura costante

Come da schema riportato nella figura, il ponte a resistenze è alimentato tra C e D da un amplificatore elettrico pilotato dallo squilibrio del ponte stesso misurato tra A e B. In condizioni di velocità nulla sulla sonda il ponte viene alimentato in modo che lo squilibrio sia nullo nella condizione di resistenza della sonda pari a un valore prefissato (generalmente dell’ordine di 100°C sopra la temperatura del fluido del quale si vuole valutare la velocità). Ponendo la sonda nel flusso di fluido essa si raffredda per cui varia la sua resistenza; il ponte tende quindi a squilibrarsi e l’amplificatore aumenta la tensione di alimentazione. In tal modo la corrente nella sonda cresce riportando la temperatura del filo al valore iniziale (cioè fino a squilibrio nullo). La tensione di alimentazione che si ottiene è legata quindi alla velocità del fluido. Questo sistema è molto più pronto del sistema a corrente costante in quanto non interferisce la capacità termica del filamento che è mantenuto a temperatura costante.

Panoramica completa dei vari modelli di anemometro disponibili

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