Funktionsprinzip eines Anemometers und Probleme bei seiner Anwendung
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in die Flüssigkeit zu legen und Strom durchzulassen, um den Draht zu erhitzen, sodass seine Temperatur höher ist als die Temperatur der Flüssigkeit. Daher wird das Metalldraht-Anemometer auch „“ genannt. Wenn die Flüssigkeit in vertikaler Richtung durch den Metalldraht fließt, entzieht sie dem Metalldraht einen Teil der Wärme, wodurch die Temperatur des Metalldrahts sinkt. Nach der Theorie des erzwungenen Konvektionswärmeaustauschs kann die Beziehung zwischen der verlorenen Wärme Q und der Geschwindigkeit v der Flüssigkeit abgeleitet werden. Eine Standardsonde besteht aus zwei Klammern, die einen kurzen, dünnen Metalldraht spannen, wie in Abbildung 2.1 dargestellt. Metalldrähte werden normalerweise aus Metallen mit hohen Schmelzpunkten und guter Duktilität wie Platin, Rhodium und Wolfram hergestellt. Üblicherweise verwendete Drähte haben einen Durchmesser von 5 μm und eine Länge von 2 mm; die kleinste Sonde hat einen Durchmesser von nur 1 μm und eine Länge von 0,2 mm.
Je nach Verwendungszweck wird die Sonde auch als Doppeldraht, Dreifachdraht, Schrägdraht, V-förmig, X-förmig usw. hergestellt. Um die Festigkeit zu erhöhen, wird manchmal anstelle eines Metalldrahts ein Metallfilm verwendet. Ein dünner Metallfilm wird normalerweise auf ein wärmeisolierendes Substrat gesprüht, was als Heißfilmsonde bezeichnet wird. Die Sonde muss vor der Verwendung kalibriert werden. Die statische Kalibrierung wird in einem speziellen Standardwindkanal durchgeführt, und die Beziehung zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Ausgangsspannung wird gemessen und in eine Standardkurve gezeichnet; die dynamische Kalibrierung wird in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld oder durch Hinzufügen eines Heizkreises zum Anemometer durchgeführt. Verwenden Sie das letzte pulsierende elektrische Signal, um die Frequenzantwort des Anemometers zu überprüfen. Wenn die Frequenzantwort nicht gut ist, können Sie die entsprechende Kompensationsschaltung verwenden, um sie zu verbessern.
Der Messbereich der Strömungsgeschwindigkeit von {{0}} bis 100m/s kann in drei Bereiche unterteilt werden: niedrige Geschwindigkeit: 0 bis 5m/s; mittlere Geschwindigkeit: 5 bis 40m/s; hohe Geschwindigkeit: 40 bis 100m/s. Die Thermosonde des Anemometers wird für Messungen von 0 bis 5m/s verwendet; die Radsonde des Anemometers ist optimal für die Messung von Strömungsgeschwindigkeiten von 5 bis 40m/s; und das Staurohr wird verwendet, um die besten Ergebnisse im Hochgeschwindigkeitsbereich zu erzielen. . Ein weiteres Kriterium für die richtige Auswahl der Strömungsgeschwindigkeitssonde eines Anemometers ist die Temperatur. Normalerweise liegt die Betriebstemperatur des Thermosensors eines Anemometers bei ca. +-70C. Die Radsonde des Spezialanemometers kann 350C erreichen. Über +350C kommt das Staurohr zum Einsatz.
