Einführung in das Funktionsprinzip des Anemometers
Das Grundprinzip des Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in der Flüssigkeit zu platzieren und den Draht durch elektrischen Strom zu erhitzen, um seine Temperatur über die Temperatur der Flüssigkeit zu bringen. Daher wird das Drahtanemometer „Heißdraht“ genannt. Wenn die Flüssigkeit in vertikaler Richtung durch den Draht fließt, entzieht sie dem Draht einen Teil der Wärme und verringert die Temperatur des Drahtes. Nach der Theorie des erzwungenen Konvektionswärmeaustauschs besteht ein Zusammenhang zwischen dem Wärmeverlust Q der heißen Leitung und der Geschwindigkeit v des Fluids. Eine Standard-Hitzdrahtsonde besteht aus einem kurzen, dünnen Draht, der zwischen zwei Halterungen gespannt ist. Metalldraht besteht normalerweise aus Platin, Rhodium, Wolfram und anderen Metallen mit hohem Schmelzpunkt und guter Duktilität. Der üblicherweise verwendete Draht hat einen Durchmesser von 5 μm und eine Länge von 2 mm; Eine kleine Sonde hat einen Durchmesser von nur 1 μm und eine Länge von 0,2 mm. Je nach Verwendungszweck wird die Hitzdrahtsonde auch als Doppeldraht, Dreifachdraht, Schrägdraht, V-Form, X-Form usw. hergestellt. Um die Festigkeit zu erhöhen, wird manchmal ein Metallfilm anstelle eines Metalldrahts verwendet Auf ein thermisch isolierendes Substrat wird üblicherweise ein dünner Metallfilm aufgesprüht, der als Heißfilmsonde bezeichnet wird. Hitzdrahtsonden müssen vor der Verwendung kalibriert werden. In einem speziellen Standard-Windkanal wird eine statische Kalibrierung durchgeführt und der Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Ausgangsspannung gemessen und als Standardkurve aufgezeichnet; Die dynamische Kalibrierung erfolgt in einem bekannten schwankenden Strömungsfeld oder im Heizkreis des Anemometers. Überprüfen Sie den Frequenzgang des Hitzdrahtanemometers anhand des letzten pulsierenden elektrischen Signals. Sollte der Frequenzgang nicht gut sein, kann er mit der entsprechenden Kompensationsschaltung verbessert werden.
Der Messbereich der Strömungsgeschwindigkeit von {{0}} bis 100 m/s kann in drei Abschnitte unterteilt werden: niedrige Geschwindigkeit: 0 bis 5 m/s; mittlere Geschwindigkeit: 5 bis 40 m/s; hohe Geschwindigkeit: 40 bis 100 m/s. Die thermische Sonde des Anemometers dient zur Messung von 0 bis 5 m/s; Die rotierende Radsonde des Anemometers eignet sich ideal zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von 5 bis 40 m/s; und das Staurohr kann die besten Ergebnisse im Hochgeschwindigkeitsbereich erzielen. Ein weiteres Kriterium für die richtige Auswahl der Durchflusssonde des Anemometers ist die Temperatur. Normalerweise beträgt die Temperatur des Thermosensors des Anemometers etwa plus -70C. Die Rotorsonde des Spezialanemometers kann bis zu 350 °C erreichen. Staurohre werden oberhalb von plus 350 °C eingesetzt.
Anemometer haben viele Vorteile, die folgenden sind einige der wichtigsten:
1. Kleine Größe, geringe Beeinträchtigung des Strömungsfeldes;
2. Breites Anwendungsspektrum. Es kann nicht nur für Gas, sondern auch für Flüssigkeiten verwendet werden und kann in Unterschall-, Transschall- und Überschallströmungen von Gas eingesetzt werden;
3. Hohe Messgenauigkeit und gute Wiederholbarkeit. Der Nachteil des Hitzdrahtanemometers besteht darin, dass die Sonde das Strömungsfeld stört und der Hitzdraht leicht bricht.
4. Zusätzlich zur Messung der Durchschnittsgeschwindigkeit können auch der Pulsationswert und die Turbulenz gemessen werden. Neben der Messung der Bewegung in eine Richtung können auch Geschwindigkeitskomponenten in mehreren Richtungen gleichzeitig gemessen werden.
