Was ist das Prinzip des Windmessers?
Ein Anemometer ist ein Instrument zur Messung der Windgeschwindigkeit. Es gibt viele Arten. Das in Wetterstationen häufig verwendete Schalenanemometer.
Es besteht aus drei parabolisch-kegelförmigen leeren Bechern, die auf einer Halterung im Winkel von 120 Grad zueinander befestigt sind.
Der gesamte Sensorabschnitt ist auf der vertikalen Rotationsachse installiert. Unter der Einwirkung des Windes dreht sich der Windbecher mit einer Geschwindigkeit um seine Achse, die der Windgeschwindigkeit proportional ist.
Das Grundprinzip eines Anemometers besteht darin, einen dünnen Metalldraht in eine Flüssigkeit zu legen und den Draht mit einem elektrischen Strom zu erhitzen, um ihn über die Temperatur der Flüssigkeit zu bringen. Daher werden Anemometer auch „Hotlines“ genannt.
Wenn die Flüssigkeit vertikal durch den Metalldraht fließt, entzieht sie dem Draht einen Teil der Wärme und senkt seine Temperatur.
Gemäß der Theorie der Wärmeübertragung durch erzwungene Konvektion kann geschlossen werden, dass eine Beziehung zwischen dem Wärmeverlust Q des heißen Drahtes und der Geschwindigkeit v der Flüssigkeit besteht.
Die Standard-Hitzdrahtsonde umfasst zwei Halterungen, die mit kurzen, dünnen Drähten festgezogen werden. Metalldrähte bestehen 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; die kleine Sonde hat einen Durchmesser von nur 1 μm und eine Länge von 0,2 mm. Je nach Verwendungszweck können Heißdrahtsonden auch als Doppel-, Dreifach- und Diagonaldrähte, V-förmig, X-förmig usw. hergestellt werden.
Um die Festigkeit zu verbessern, wird manchmal anstelle von Metalldraht ein Metallfilm verwendet und üblicherweise eine Schicht Metallfilm auf das Isoliersubstrat gesprüht, was als Heißfilmsonde bezeichnet wird.
Die Hitzdrahtsonde muss vor dem Einsatz kalibriert werden. Die statische Kalibrierung erfolgt in einem speziellen Standard-Windkanal.
Messen Sie die Beziehung zwischen Durchflussrate und Ausgangsspannung und zeichnen Sie sie als Standardkurve auf.
Die dynamische Kalibrierung wird in einem bekannten pulsierenden Strömungsfeld durchgeführt oder dem Heizkreislauf eines Anemometers hinzugefügt.
Das pulsierende elektrische Signal dient zur Überprüfung des Frequenzgangs des Hitzdraht-Anemometers. Ist der Frequenzgang nicht gut, kann er durch entsprechende Kompensationsschaltungen verbessert werden.
