Messmethoden und Anwendungen von Anemometern und thermischen Anemometern
Instrument zur Messung der Luftströmungsgeschwindigkeit. Es gibt mehrere Typen. Das am häufigsten in Wetterstationen verwendete ist das Schalenanemometer. Es besteht aus drei parabolischen Kegelschalen, die in einem Winkel von 120 Grad zueinander befestigt sind und aus einem Induktionsteil bestehen. Die konkaven Oberflächen der Schalen zeigen in eine Richtung. Der gesamte Induktionsteil ist auf einer vertikalen Drehwelle montiert. Unter Einwirkung des Windes rotiert die Windschale mit einer Geschwindigkeit um die Welle, die proportional zur Windgeschwindigkeit ist. Ein anderer Typ von Rotationsanemometer ist das Propelleranemometer. Es besteht aus einem Propeller mit drei oder vier Blättern, der den Sensorteil bildet und vor einer Windfahne montiert ist, sodass er immer in Richtung des einströmenden Windes ausgerichtet ist. Der Propeller rotiert um eine horizontale Achse mit einer Geschwindigkeit, die direkt proportional zur Windgeschwindigkeit ist. Weitere häufig verwendete Arten von Anemometern sind: Anemometer, die auf dem Prinzip der Wärmeableitungsrate eines erhitzten Objekts und der Windgeschwindigkeit basieren. Die Übertragungsgeschwindigkeit akustischer Wellen wird durch die Windgeschwindigkeit beeinflusst und erhöht bzw. verringert somit das Prinzip des Ultraschall-Anemometers.
Auswahl der Anemometersonde
Der Messbereich der Fließgeschwindigkeit von {{0}} bis 100 m/s kann in drei Zonen unterteilt werden: niedrige Geschwindigkeit: 0 bis 5 m/s; mittlere Geschwindigkeit: 5 bis 40 m/s; hohe Geschwindigkeit: 40 bis 100 m/s. Die Thermosonde eines Anemometers ist für Messungen von 0 bis 5 m/s geeignet; die Rotorradsonde eines Anemometers liefert für Messungen von Fließgeschwindigkeiten von 5 bis 40 m/s die besten Ergebnisse; und die Verwendung eines Pitotrohrs kann im Hochgeschwindigkeitsbereich die besten Ergebnisse erzielen. Ein weiteres Kriterium für die richtige Auswahl der Fließgeschwindigkeitssonde eines Anemometers ist die Temperatur, üblicherweise kann der Thermosensor des Anemometers bis etwa +-70 C eingesetzt werden. Die Rotorsonde eines kundenspezifischen Anemometers kann bis zu 350 C erreichen. Das Pitotrohr wird für +350 C und mehr eingesetzt.
Thermische Sonden für Anemometer
Das Funktionsprinzip der thermischen Sonde von Anemometern basiert auf der Tatsache, dass der kalte Impulsluftstrom die Wärme vom Thermoelement abführt und mit Hilfe eines Regelschalters, der die Temperatur konstant hält, der Regelstrom direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Bei Verwendung einer thermischen Sonde in turbulenter Strömung treffen Luftströme aus allen Richtungen gleichzeitig auf das Thermoelement, was die Genauigkeit der Messergebnisse beeinträchtigt. Bei Messungen in Turbulenzen zeigt der Durchflusssensor des thermischen Anemometers tendenziell einen höheren Wert an als die rotierende Radsonde. Das obige Phänomen kann bei Kanalmessungen beobachtet werden. Abhängig von den unterschiedlichen Konstruktionen, die zur Bewältigung von Kanalturbulenzen verwendet werden, können sie auch bei niedrigen Geschwindigkeiten auftreten. Daher sollte der Anemometer-Messvorgang in einem geraden Teil des Kanals durchgeführt werden. Der Startpunkt des geraden Abschnitts muss mindestens 10 x D (D=Rohrdurchmesser in cm) vor dem Messpunkt liegen; der Endpunkt muss mindestens 4 x D hinter dem Messpunkt liegen. Der Flüssigkeitsabschnitt darf in keiner Weise blockiert sein. (Ecken, schwere Überhänge, Gegenstände usw.)
