Εισαγωγή στις Αρχές των Ανεμομέτρων
Το ανεμόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου. Υπάρχουν πολλά είδη. Ο ευρέως χρησιμοποιούμενος μετεωρολογικός σταθμός είναι ένα ανεμόμετρο με κύπελλο ανέμου.
Αποτελείται από τρία παραβολικά κωνικά κενά κύπελλα στερεωμένα μεταξύ τους σε βραχίονα στις 120 μοίρες.
Ολόκληρο το τμήμα αίσθησης είναι εγκατεστημένο στον κατακόρυφο άξονα περιστροφής. Υπό τη δράση του ανέμου, το κύπελλο ανέμου περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του με ταχύτητα ανάλογη με την ταχύτητα του ανέμου.
Η βασική αρχή ενός ανεμόμετρου είναι να τοποθετεί ένα λεπτό μεταλλικό σύρμα σε ένα ρευστό και να θερμαίνει το καλώδιο με ηλεκτρικό ρεύμα για να το ανεβάσει πάνω από τη θερμοκρασία του ρευστού. Ως εκ τούτου, τα ανεμόμετρα αναφέρονται ως «hotlines».
Όταν το ρευστό ρέει μέσα από το μεταλλικό σύρμα σε κάθετη κατεύθυνση, θα αφαιρέσει μέρος της θερμότητας από το σύρμα και θα μειώσει τη θερμοκρασία του.
Σύμφωνα με τη θεωρία της μεταφοράς θερμότητας με εξαναγκασμένη συναγωγή, μπορεί να συναχθεί ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της απώλειας θερμότητας Q του θερμού σύρματος και της ταχύτητας v του ρευστού.
Ο τυπικός αισθητήρας θερμού καλωδίου περιλαμβάνει δύο βραχίονες που σφίγγονται με κοντά λεπτά σύρματα. Τα μεταλλικά σύρματα κατασκευάζονται συνήθως από πλατίνα, ρόδιο, βολφράμιο και άλλα μέταλλα με υψηλά σημεία τήξης και καλή ολκιμότητα.
Η διάμετρος του σύρματος που χρησιμοποιείται συνήθως είναι 5 μ m. Το μήκος είναι 2mm. Ο μικρός καθετήρας έχει διάμετρο μόνο 1 μ m. Το μήκος είναι 0.2mm. Σύμφωνα με διαφορετικούς σκοπούς, ο αισθητήρας θερμού σύρματος μπορεί επίσης να κατασκευαστεί σε διπλό, τριπλό, διαγώνιο, σχήμα V, σχήμα X κ.λπ.
Προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή, μερικές φορές χρησιμοποιούνται μεταλλικές μεμβράνες αντί για μεταλλικά σύρματα και συνήθως ψεκάζεται ένα στρώμα μεταλλικής μεμβράνης στο μονωτικό υπόστρωμα, το οποίο ονομάζεται αισθητήρας θερμού φιλμ.
Ο αισθητήρας θερμού σύρματος πρέπει να βαθμονομηθεί πριν από τη χρήση. Η στατική βαθμονόμηση πραγματοποιείται σε ειδική τυπική αεροδυναμική σήραγγα.
Μετρήστε τη σχέση μεταξύ του ρυθμού ροής και της τάσης εξόδου και σχεδιάστε την ως τυπική καμπύλη.
Η δυναμική βαθμονόμηση εκτελείται σε γνωστό παλμικό πεδίο ροής ή προστίθεται στο κύκλωμα θέρμανσης του ανεμόμετρου.
Τα ηλεκτρικά σήματα παλμών χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση της απόκρισης συχνότητας του ανεμόμετρου θερμού καλωδίου. Εάν η απόκριση συχνότητας δεν είναι καλή, μπορεί να βελτιωθεί χρησιμοποιώντας αντίστοιχα κυκλώματα αντιστάθμισης.
