Introduktion til principperne for vindmålere
Et vindmåler er et instrument, der bruges til at måle vindhastighed. Der er mange typer. Den almindeligt anvendte meteorologiske station er en vindkopvindmåler.
Den består af tre parabolske koniske tomme kopper fastgjort til hinanden på et beslag i 120 grader.
Hele følerdelen er installeret på den lodrette rotationsakse. Under påvirkning af vinden roterer vindkoppen rundt om sin akse med en hastighed, der er proportional med vindhastigheden.
Det grundlæggende princip for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske og opvarme tråden med en elektrisk strøm for at hæve den over væskens temperatur. Derfor omtales vindmålere som "hotlines".
Når væsken strømmer gennem metaltråden i lodret retning, vil den tage noget af varmen fra tråden og sænke dens temperatur.
Ifølge teorien om tvungen konvektionsvarmeoverførsel kan det udledes, at der er en sammenhæng mellem varmetabet Q for den varme ledning og væskens hastighed v.
Standard varmetrådssonden inkluderer to beslag, der spændes med korte tynde ledninger. Metaltråde er normalt lavet af platin, rhodium, wolfram og andre metaller med høje smeltepunkter og god duktilitet.
Den almindeligt anvendte tråddiameter er 5 μm. Længden er 2 mm; Den lille sonde har en diameter på kun 1 μm. Længden er 0,2 mm. Ifølge forskellige formål kan varmetrådsonden også laves til dobbelt, tredobbelt, diagonalt, V-formet, X-formet osv.
For at forbedre styrken bruges metalfilm nogle gange i stedet for metaltråde, og et lag metalfilm sprøjtes normalt på isoleringssubstratet, som kaldes en varmfilmsonde.
Hotwire-sonden skal kalibreres før brug. Statisk kalibrering udføres i en speciel standard vindtunnel.
Mål forholdet mellem flowhastighed og udgangsspænding og plot det som en standardkurve.
Dynamisk kalibrering udføres i et kendt pulserende flowfelt eller tilføjes til vindmålerens varmekreds.
Elektriske pulssignaler bruges til at verificere frekvensresponsen af hotwire-anemometeret. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den forbedres ved at bruge tilsvarende kompensationskredsløb.
