Introduktion til princippet om termisk følsomme sonder til vindmålere
Det grundlæggende princip for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske og opvarme ledningen med en elektrisk strøm for at gøre dens temperatur højere end væskens temperatur. Derfor kaldes metaltrådsvindmåleren en "hot wire". Når væsken strømmer gennem metaltråden i lodret retning, vil den tage noget af varmen fra tråden, hvilket får trådens temperatur til at falde. Ifølge teorien om tvungen konvektionsvarmeveksling kan det udledes, at der er en sammenhæng mellem den varme, der afgives af den varme ledning Q, og væskens hastighed v. En standard varmetrådssonde består af to beslag, der er spændt med en kort og tynd metaltråd. Metaltråde er almindeligvis lavet af metaller med høje smeltepunkter og god duktilitet, såsom platin, rhodium og wolfram. Den almindeligt anvendte tråddiameter er 5 μm. 2 mm lang; Den lille sondediameter er kun 1 μm. Længden er 0,2 mm.
Ifølge forskellige formål kan hotwire-sonden også laves til dobbelttråd, tredobbeltråd, skråtråd, V-formet, X-formet osv. For at øge styrken bruges metalfilm nogle gange i stedet for metaltråd, og en tynd metalfilm sprøjtes sædvanligvis på et termisk isoleret substrat, kaldet en varmfilmsonde, som vist i figur 2.2. Hotwire-sonden skal kalibreres før brug. Statisk kalibrering udføres i en specialiseret standard vindtunnel, der måler forholdet mellem strømningshastighed og udgangsspænding og tegner en standardkurve; Dynamisk kalibrering udføres i et kendt pulserende strømningsfelt eller ved at tilføje et pulserende elektrisk signal til vindmålerens varmekreds for at verificere frekvensresponsen af varmetrådsvindmåleren. Hvis frekvensresponsen er dårlig, kan tilsvarende kompensationskredsløb bruges til at forbedre den.
Måleområdet for strømningshastighed fra {{0}} til 100m/s kan opdeles i tre sektioner: lav hastighed: 0 til 5m/s; Middel hastighed: 5 til 40m/s; Høj hastighed: 40 til 100m/s. Vindmålerens termisk følsomme sonde bruges til målinger fra 0 til 5m/s; Vindmålerens roterende sonde har en ideel effekt til måling af strømningshastigheder fra 5 til 40 m/s; Ved at bruge et pitotrør kan resultater opnås inden for et højhastighedsområde. En yderligere standard for korrekt valg af flowhastighedssonden for et vindmåler er temperatur, som typisk bruges af vindmålerens termiske sensor ved temperaturer på ca. plus -70C. Rotorsonden på det specialdesignede vindmåler kan nå 350C. Pitotrør bruges til temperaturer over plus 350C.
Termofølsom sonde af anemometer
Funktionsprincippet for vindmålerens termisk følsomme sonde er baseret på, at den kolde luftstrøm fjerner varmen på det termiske element. Ved hjælp af en reguleringskontakt holdes temperaturen konstant, og reguleringsstrømmen er proportional med flowhastigheden. Når du bruger en termofølsom sonde i turbulens, påvirker luftstrømmen fra alle retninger det termiske element samtidigt, hvilket kan påvirke nøjagtigheden af måleresultaterne. Når der måles i turbulens, er aflæsningen af flowhastighedssensoren på det termiske anemometer ofte højere end den roterende sondes. Ovenstående fænomener kan observeres under rørledningsmåling. Ifølge forskellige designs til styring af rørledningsturbulens kan det endda forekomme ved lave hastigheder. Derfor bør vindmålerens måleproces udføres på den lige sektion af rørledningen. Startpunktet for den lige sektion skal være mindst 10 gange før målepunktet × D (D=rørledningsdiameter, i CM); Endepunktet skal være mindst 4 efter målepunktet × Lokation D. Væsketværsnittet må ikke have nogen hindring. (kanter, udhæng, genstande osv.)
Arbejdsprincippet for vindmålerens roterende sonde er baseret på at konvertere rotationen til et elektrisk signal. Først passerer den gennem en nærhedsfølende start for at "tælle" rotationen af det roterende hjul og generere en impulsserie. Derefter konverteres og behandles det af detektoren for at opnå hastighedsværdien. Vindmålerens sonde med stor diameter (60 mm, 100 mm) er velegnet til måling af turbulens ved mellemstore og små strømningshastigheder (såsom ved rørledningsudløb). Vindmålerens sonde i lille kaliber er mere velegnet til at måle luftstrøm med et tværsnitsareal større end 100 gange udforskningshovedet.
