Et vindmåler er et instrument, der måler luftens hastighed. Der er mange typer af det. Den mest almindeligt anvendte i meteorologiske stationer er vindkoppens vindmåler. Den består af tre tomme kopper med parabolske kegle, der er fastgjort på beslaget i 120 grader i forhold til hinanden for at danne føledelen. De konkave overflader på de tomme kopper er alle i én retning. Hele induktionsdelen er installeret på en lodret roterende aksel. Under påvirkning af vinden roterer vindkoppen rundt om akslen med en hastighed, der er proportional med vindhastigheden. Lad os i dag introducere tre vindmålere:
1. Termisk vindmåler
Et omdrejningstæller, der konverterer et flowhastighedssignal til et elektrisk signal, og som også kan måle væsketemperatur eller tæthed. Princippet er, at en tynd metaltråd (kaldet en varm ledning), der opvarmes af elektricitet, placeres i luftstrømmen, og varmeafgivelsen af den varme ledning i luftstrømmen er relateret til strømningshastigheden, og varmeafgivelsen forårsager temperaturændringen af den varme ledning for at forårsage modstandsændringen, og strømningshastighedssignalet konverteres til elektrisk signal. Den har to arbejdstilstande: ①Konstant flow. Strømmen gennem den varme ledning forbliver uændret, og når temperaturen ændres, ændres modstanden i den varme ledning, og dermed ændres spændingen over de to ender, hvorved flowhastigheden måles. ② Konstant temperatur type. Temperaturen på den varme ledning holdes konstant, såsom 150 grader, og strømningshastigheden kan måles i henhold til den strøm, der kræves for at blive anvendt. Typen konstant temperatur er mere udbredt end konstant flow typen.
Længden af den varme ledning er generelt i området {{0}},5 til 2 mm, diameteren er i området 1 til 10 mikron, og materialet er platin, wolfram eller platin-rhodium legering. Hvis en meget tynd (tykkelse mindre end 0,1 mikron) metalfilm bruges til at erstatte metaltråden, er det en varmfilm-anemometer. Ud over den almindelige enkelttrådstype kan den varme ledning også være en kombineret to-trådstype eller tretrådstype for at måle hastighedskomponenterne i alle retninger. Det elektriske udgangssignal fra den varme ledning forstærkes, kompenseres og digitaliseres og indlæses derefter i computeren, hvilket kan forbedre målenøjagtigheden, automatisk fuldføre dataefterbehandlingsprocessen og udvide hastighedsmålefunktionerne, såsom samtidig fuldførelse af øjeblikkelig værdi og tidsgennemsnitsværdi, kombineret hastighed og underhastighed, turbulensgrad og andre turbulensparametre. Sammenlignet med pitotrøret har hot-wire anemometeret [1] fordelene ved lille probestørrelse, lille interferens til flowfeltet, hurtig respons og kan måle ustabil strømningshastighed;
Ved brug af termiske sonder i turbulent flow rammer luftstrømmen fra alle retninger det termiske element samtidigt, hvilket påvirker nøjagtigheden af måleresultaterne. Når der måles i turbulent flow, har termiske anemometer flowsensorer en tendens til at have højere indikationer end rotorsonder. Ovenstående fænomener kan observeres under rørledningsmåling. Afhængigt af designet, der styrer turbulensen i røret, kan det forekomme selv ved lave hastigheder. Derfor bør vindmålermålingsprocessen udføres på den lige sektion af rørledningen. Startpunktet for den lige linje del skal være mindst 10×D før målepunktet (D=rørdiameter, i CM); endepunktet skal være mindst 4×D bag målepunktet. Væskedelen må ikke have nogen forhindringer (kanter, ophæng, genstande osv.).
2. Løbehjulsvindmåler
Arbejdsprincippet for vindmålerens impellerprobe er baseret på at konvertere rotationen til et elektrisk signal, først gennem et nærhedsinduktionshoved, "tælle" rotationen af pumpehjulet og generere en pulsserie og derefter konverteres af detektoren for at opnå farten. værdi. Vindmålerens sonde med stor diameter (60 mm, 100 mm) er velegnet til at måle turbulent flow med middel og lille flowhastighed (såsom ved rørudløbet). Vindmålerens sonde med lille diameter er mere egnet til at måle luftstrømmen, hvis tværsnitsareal af røret er mere end 100 gange større end sondens tværsnitsareal.
3. Pitotrørsvindmåler
Det blev opfundet af den franske fysiker H. Pitot i det 18. århundrede. Det enkleste pitotrør har et tyndt metalrør med et lille hul for enden som trykstyrerør, der måler væskens samlede tryk i flowstrålens retning; et andet styrerør trækkes fra hovedrørets væg nær forsiden af det tynde metalrør. Tryk på røret og mål det statiske tryk. Differenstryksmåleren er forbundet med de to trykføringsrør, og det målte tryk er det dynamiske tryk. Ifølge Bernoullis sætning er det dynamiske tryk proportionalt med kvadratet af strømningshastigheden. Derfor kan væskens strømningshastighed måles med et pitotrør. Efter den strukturelle forbedring bliver det til et kombineret pitotrør, det vil sige et pitot-statisk trykrør. Det er et dobbelt-lags rør bøjet i en ret vinkel. Ydermanchet og indermanchet er forseglet, og der er flere små huller rundt om ydermanchetten. Ved måling indsættes denne muffe i midten af røret under test. Dysen på den indre kappe vender mod strømningsstrålens retning, og åbningen i det lille hul omkring den ydre kappe er lige vinkelret på strømningsstrålens retning. På dette tidspunkt kan væskens strømningshastighed på dette tidspunkt beregnes ved at måle trykforskellen mellem den indre og den ydre kappe. Pitotrør bruges ofte til at måle hastigheden af væsker i rør og vindtunneller, såvel som flodens hastighed. Hvis strømningshastigheden for hver sektion måles i henhold til forskrifterne, kan den bruges til at måle strømningshastigheden af væsken i rørledningen efter integration. Men når væsken indeholder en lille mængde partikler, kan den blokere målehullet, så den er kun egnet til at måle flowet af partikelfri væsker. Derfor kan pitotrøret også bruges til at måle vindhastighed og vindstrøm, hvilket er princippet for pitotrørsvindmåleren.
