De vigtigste anvendelser og arbejdsprincipper for et vindmåler
1. Mål den gennemsnitlige strømningshastighed og -retning.
2. Mål pulseringshastigheden og dens frekvensspektrum for det indkommende flow.
3. Mål Reynolds-spændingen i turbulens og hastigheds- og tidsafhængighederne mellem to punkter.
4. Mål vægforskydningsspænding (normalt ved hjælp af en varmfilmsonde placeret i plan med væggen, svarende til hastighedsmåling).
5. Mål væsketemperaturen (mål kurven for sondemodstanden, der ændrer sig med væsketemperaturen, på forhånd, og bestem derefter temperaturen baseret på den målte sondemodstand.
Arbejdsprincip for vindmåler
Det grundlæggende princip for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske, påføre strøm for at opvarme tråden og 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 konvektiv varmeveksling kan der udledes en sammenhæng mellem den varme, der spredes 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 normalt lavet af metaller med høje smeltepunkter og god duktilitet, såsom platin, rhodium, wolfram osv. Den almindeligt anvendte tråddiameter er 5 μm og længden er 2 mm; den mindre sondediameter er kun 1 μm, og længden er 0,2 mm. I henhold til forskellige formål er varmetrådsonden også lavet til dobbelttråd, tredobbelt ledning, skrå ledning, V-formet, X-formet osv. For at øge styrken bruges metalfilm nogle gange i stedet for metaltråd. Normalt sprøjtes en tynd metalfilm på et termisk isoleret substrat, som kaldes en varmfilmsonde. Hotline-sonden skal kalibreres før brug. Statisk kalibrering udføres i en specialiseret standard vindtunnel, der måler forholdet mellem strømningshastighed og udgangsspænding og trækker det ind i en standardkurve; Dynamisk kalibrering udføres i et kendt pulserende strømningsfelt eller ved at tilføje et pulserende elektrisk signal til varmekredsløbet på et vindmåler for at verificere frekvensresponsen af varmetrådsvindmåleren. Hvis frekvensresponsen er dårlig, kan tilsvarende kompensationskredsløb bruges til at forbedre den.
