Was ist das Grundprinzip eines Anemometers?
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in eine Flüssigkeit zu legen, Strom anzulegen, um den Draht zu erhitzen und seine Temperatur über die Temperatur der Flüssigkeit zu erhöhen. Daher wird das Metalldraht-Anemometer als „Standleitung“ bezeichnet. Wenn die Flüssigkeit in vertikaler Richtung durch den Metalldraht fließt, entzieht sie dem Draht einen Teil der Wärme, wodurch die Temperatur des Drahts sinkt. Nach der Theorie des erzwungenen konvektiven Wärmeaustauschs lässt sich ableiten, dass ein Zusammenhang zwischen der über eine Standleitung abgeführten Wärme Q und der Geschwindigkeit v des Fluids besteht. Die Standard-Standleitungssonde besteht aus zwei Halterungen, die mit einem kurzen und dünnen Metalldraht gespannt sind. Metalldrähte bestehen normalerweise aus Metallen mit hohem Schmelzpunkt und guter Duktilität, wie Platin, Rhodium, Wolfram usw. Der üblicherweise verwendete Drahtdurchmesser beträgt 5 μm und die Länge 2 mm; Die kleinste Sonde hat einen Durchmesser von nur 1 μm und eine Länge von 0,2 mm. Je nach Verwendungszweck werden dedizierte Leitungssonden auch als Doppeldraht, Dreifachdraht, Schrägdraht, V-förmig, X-förmig usw. hergestellt. Um die Festigkeit zu erhöhen, wird manchmal Metallfolie anstelle von Metalldraht verwendet. Üblicherweise wird ein dünner Metallfilm auf ein wärmeisoliertes Substrat aufgesprüht, der als Heißfilmsonde bezeichnet wird. Die dedizierte Leitungssonde muss vor der Verwendung kalibriert werden. Die statische Kalibrierung wird in einem speziellen Standard-Windkanal durchgeführt, wobei die Beziehung zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Ausgangsspannung gemessen und in eine Standardkurve übertragen wird; Die dynamische Kalibrierung erfolgt in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld oder durch Hinzufügen eines pulsierenden elektrischen Signals zum Heizkreis eines Anemometers, um den Frequenzgang des speziellen Anemometers zu überprüfen. Bei schlechtem Frequenzgang kann dieser durch entsprechende Kompensationsschaltungen 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 wärmeempfindliche Sonde des Anemometers wird für Messungen im Bereich von 0 bis 5 m/s verwendet; Die Rotationssonde des Anemometers eignet sich optimal für die Messung von Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von 5 bis 40 m/s; Durch den Einsatz eines Staurohrs können die besten Ergebnisse im Hochgeschwindigkeitsbereich erzielt werden. Ein zusätzliches Kriterium für die richtige Auswahl der Strömungsgeschwindigkeitssonde eines Anemometers ist die Temperatur. Typischerweise liegt der Temperaturbereich für den Thermosensor eines Anemometers bei etwa +-70C. Die rotierende Sonde des speziell entwickelten Anemometers kann bis zu 350 °C erreichen. Staurohre werden bei Temperaturen über +350C eingesetzt.
