Princippet og fordelene ved vindmåler
arbejdsprincip
Grundprincippet for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske, og opvarme tråden gennem en elektrisk strøm for at gøre dens temperatur højere end væskens, så trådvindmåleren kaldes en "varm tråd". Når væsken strømmer gennem ledningen i lodret retning, vil den fjerne en del af ledningens varme og reducere ledningens temperatur. Ifølge teorien om tvungen konvektionsvarmeveksling er der en sammenhæng mellem den varme Q, der går tabt af varmeledningen, og væskens hastighed v. En standard hot wire sonde består af en kort, tynd wire spændt mellem to beslag. Metaltråd er normalt lavet af platin, rhodium, wolfram og andre metaller med højt smeltepunkt og god duktilitet. Den almindeligt anvendte ledning har en diameter på 5 μm og en længde på 2 mm; en lille sonde har en diameter på kun 1 μm og en længde på 0,2 mm. Ifølge forskellige formål kan varmetrådsonden også laves om til dobbelt wire, triple wire, skrå wire, V-form, X-form osv. For at øge styrken bruges nogle gange en metalfilm i stedet for en metaltråd, og en tynd metalfilm sprøjtes sædvanligvis på et termisk isolerende substrat, som kaldes en varmfilmsonde. Hotwire-prober skal kalibreres før brug. Statisk kalibrering udføres i en speciel standard vindtunnel, og forholdet mellem strømningshastighed og udgangsspænding måles og tegnes som en standardkurve; dynamisk kalibrering udføres i et kendt fluktuerende flowfelt eller i vindmålerens varmekreds. Tjek frekvensresponsen på hot-wire anemometeret med det sidste pulserende elektriske signal. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den forbedres med det tilsvarende kompensationskredsløb.
Måleområdet for strømningshastighed fra {{0}} til 100m/s kan opdeles i tre sektioner: lav hastighed: 0 til 5m/s; medium hastighed: 5 til 40m/s; høj hastighed: 40 til 100m/s. Vindmålerens termiske sonde bruges til måling af 0 til 5m/s; vindmålerens roterende hjulsonde er ideel til at måle strømningshastigheden på 5 til 40m/s; og pitotrøret kan få de bedste resultater i højhastighedsområdet. Et yderligere kriterium for korrekt valg af strømningshastighedssonden på vindmåleren er temperaturen. Normalt er temperaturen på vindmålerens termiske sensor omkring plus -70C. Rotorsonden på det specielle vindmåler kan nå 350C. Pitotrør bruges over plus 350C.
Vindmålere har mange fordele, følgende er nogle af de vigtigste:
1. Lille størrelse, lille interferens til flowfeltet;
2. Bredt anvendelsesområde. Det kan bruges ikke kun til gas, men også til væske og kan bruges i subsonisk, transonisk og supersonisk gasstrøm;
3. Høj målenøjagtighed og god repeterbarhed. Ulempen ved hot wire anemometeret er, at sonden forstyrrer flowfeltet, og den varme wire er let at bryde.
4. Ud over at måle gennemsnitshastigheden kan den også måle pulsationsværdien og turbulensen; udover at måle den ensrettede bevægelse, kan den også måle hastighedskomponenterne i flere retninger på samme tid.
