Was ist das Prinzip eines Anemometers?
Ein Anemometer ist ein Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit. Es gibt viele Arten. Schalenanemometer werden häufig in Wetterstationen verwendet.
Es besteht aus drei parabolischen konischen leeren Schalen, die in einem Winkel von 120 Grad auf dem Träger befestigt sind.
Der gesamte Sensorteil ist auf einer vertikalen Rotationsachse montiert. Unter der Einwirkung des Windes dreht sich die Windschale mit einer zur Windgeschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit um ihre Achse.
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in eine Flüssigkeit zu legen und den Draht mit elektrischem Strom zu erhitzen, um ihn höher als die Temperatur der Flüssigkeit zu machen. Aus diesem Grund werden Anemometer auch als „heiße Drähte“ bezeichnet.
Wenn das Fluid in vertikaler Richtung durch den Draht fließt, entzieht es dem Draht einen Teil der Wärme und verringert die Temperatur des Drahts.
Aus der Theorie der Wärmeübertragung durch erzwungene Konvektion lässt sich ableiten, dass ein Zusammenhang zwischen dem Wärmeverlust Q des Hitzdrahtes und der Geschwindigkeit v des Fluids besteht.
Eine Standard-Hitzdrahtsonde besteht aus zwei Stützen, die durch kurze dünne Drähte straff gehalten werden. Metalldraht besteht normalerweise aus Platin, Rhodium, Wolfram und anderen Metallen mit hohen Schmelzpunkten und guter Duktilität.
Der üblicherweise verwendete Drahtdurchmesser beträgt 5 μm und die Länge 2 mm; Der kleine Sondendurchmesser beträgt nur 1 μm und die Länge beträgt 0,2 mm. Je nach Zweck können Hitzdrahtsonden auch zu Doppeldrähten, Dreifachdrähten, Diagonaldrähten, V-Form, X-Form usw. verarbeitet werden.
Um die Festigkeit zu verbessern, wird manchmal anstelle eines Metalldrahts ein Metallfilm verwendet, und gewöhnlich wird eine Schicht aus einem Metallfilm auf das wärmeisolierende Substrat gesprüht, was als Heißfilmsonde bezeichnet wird.
Die Hitzdrahtsonde muss vor Gebrauch kalibriert werden. Statische Kalibrierungen werden in speziellen Standardwindkanälen durchgeführt.
Messen Sie das Verhältnis zwischen Durchflussrate und Ausgangsspannung und zeichnen Sie es als Standardkurve auf.
Die dynamische Kalibrierung wird in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld durchgeführt oder der Heizschleife des Anemometers hinzugefügt.
Das pulsierende elektrische Signal wird zur Überprüfung des Frequenzgangs des Hitzdrahtanemometers verwendet. Wenn der Frequenzgang nicht gut ist, kann er durch die Verwendung der entsprechenden Kompensationsschaltung verbessert werden.
