Ποια είναι η αρχή του ανεμόμετρου;
Το ανεμόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου. Υπάρχουν πολλά είδη. Τα ανεμόμετρα κυπέλλου χρησιμοποιούνται συνήθως σε μετεωρολογικούς σταθμούς.
Αποτελείται από τρία παραβολικά κωνικά άδεια κύπελλα στερεωμένα μεταξύ τους στις 120 μοίρες στο στήριγμα.
Ολόκληρο το τμήμα αίσθησης είναι τοποθετημένο σε έναν 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 σύρμα με ηλεκτρικό ρεύμα για να το κάνει υψηλότερο από τη θερμοκρασία του ρευστού. Για το λόγο αυτό, τα ανεμόμετρα αναφέρονται ως «καυτά καλώδια».
Όταν το ρευστό ρέει μέσα από το σύρμα σε κάθετη κατεύθυνση, αφαιρεί μέρος της θερμότητας από το σύρμα και μειώνει τη θερμοκρασία του σύρματος.
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.
Ένας τυπικός αισθητήρας θερμού σύρματος αποτελείται από δύο στηρίγματα που κρατούνται τεντωμένα με κοντά λεπτά σύρματα. Το μεταλλικό σύρμα κατασκευάζεται συνήθως από πλατίνα, ρόδιο, βολφράμιο και άλλα μέταλλα με υψηλά σημεία τήξης και καλή ολκιμότητα.
Η διάμετρος του καλωδίου που χρησιμοποιείται συνήθως είναι 5μm και το μήκος είναι 2mm. η μικρή διάμετρος του καθετήρα είναι μόνο 1μm και το μήκος είναι 0.2mm. Σύμφωνα με διαφορετικούς σκοπούς, οι αισθητήρες θερμού σύρματος μπορούν επίσης να κατασκευαστούν σε διπλά σύρματα, τριπλά σύρματα, διαγώνια σύρματα, σχήματος V, σχήματος Χ κ.λπ.
Προκειμένου να βελτιωθεί η αντοχή, μερικές φορές χρησιμοποιείται μεταλλικό φιλμ αντί για μεταλλικό σύρμα και συνήθως ψεκάζεται ένα στρώμα μεταλλικής μεμβράνης στο θερμομονωτικό υπόστρωμα, το οποίο ονομάζεται αισθητήρας θερμού φιλμ.
Ο αισθητήρας θερμού σύρματος πρέπει να βαθμονομηθεί πριν από τη χρήση. Οι στατικές βαθμονόμηση πραγματοποιούνται σε ειδικές τυπικές αεροσήραγγα.
Μετρήστε τη σχέση μεταξύ του ρυθμού ροής και της τάσης εξόδου και σχεδιάστε την ως τυπική καμπύλη.
Η δυναμική βαθμονόμηση εκτελείται σε γνωστό πεδίο παλμικής ροής ή προστίθεται στον βρόχο θέρμανσης του ανεμόμετρου.
Το παλλόμενο ηλεκτρικό σήμα χρησιμοποιείται για την επαλήθευση της απόκρισης συχνότητας του ανεμόμετρου θερμού καλωδίου. Εάν η απόκριση συχνότητας δεν είναι καλή, μπορεί να βελτιωθεί χρησιμοποιώντας το αντίστοιχο κύκλωμα αντιστάθμισης.
