Wie funktioniert das Anemometer?
Ein Anemometer ist ein Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit. Es gibt viele Arten. Die am häufigsten verwendete meteorologische Station ist ein Windschalenanemometer.
Es besteht aus drei parabolischen, konischen Bechern, die in einem Winkel von 120 Grad zueinander auf einer Halterung befestigt sind.
Der gesamte Sensorteil ist auf einer vertikalen Drehachse montiert. Unter Einwirkung des Windes dreht sich der Windbecher mit einer Geschwindigkeit proportional zur Windgeschwindigkeit um seine Achse.
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in eine Flüssigkeit zu legen und ihn mit elektrischem Strom zu erhitzen, um die Temperatur über die Flüssigkeitstemperatur zu bringen. Daher werden Anemometer „heiße Drähte“ genannt.
Wenn die Flüssigkeit in vertikaler Richtung durch einen Metalldraht fließt, entzieht sie dem Draht einen Teil der Wärme und senkt seine Temperatur.
Aus der Theorie der konvektiven Wärmeübertragung lässt sich schließen, dass ein Zusammenhang zwischen dem Wärmeverlust Q des Hitzdrahtes und der Geschwindigkeit v des Fluids besteht.
Die Standard-Hotline-Sonde besteht aus zwei Halterungen, die mit kurzen dünnen Drähten befestigt sind. Metalldrähte bestehen normalerweise aus Platin, Rhodium, Wolfram und anderen Metallen mit hohem Schmelzpunkt und guter Duktilität.
Der üblicherweise verwendete Drahtdurchmesser beträgt 5 μm und die Länge 2 mm; Der Durchmesser der kleinen Sonde beträgt nur 1 μm und die Länge beträgt 0,2 mm. Je nach Verwendungszweck kann die Hitzdrahtsonde auch in Doppeldraht-, Dreifachdraht-, Diagonal-, V-Form, X-Form usw. ausgeführt werden.
Um die Festigkeit zu verbessern, wird manchmal ein Metallfilm anstelle von Metalldraht verwendet, und normalerweise wird ein dünner Metallfilm auf das Isolationssubstrat gesprüht, der als Heißfilmsonde bezeichnet wird.
Die Hitzdrahtsonde muss vor der Verwendung kalibriert werden. Die statische Kalibrierung erfolgt in einem speziellen Standard-Windkanal.
Messen Sie den Zusammenhang zwischen Durchflussrate und Ausgangsspannung und zeichnen Sie ihn als Standardkurve auf.
Die dynamische Kalibrierung wird in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld durchgeführt oder dem Heizkreis eines Anemometers hinzugefügt.
