Termisk sonde princip af vindmåler
Grundprincippet for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske og sende en elektrisk strøm til at opvarme tråden, så dens temperatur er højere end væskens temperatur, så trådvindmåleren kaldes en "varm tråd". Når væsken strømmer gennem metaltråden i lodret retning, vil den tage en del af varmen fra metaltråden, hvilket får metaltrådens temperatur til at falde. Ifølge teorien om tvungen konvektionsvarmeveksling kan det udledes, at der er en sammenhæng mellem den varme Q, der tabes af den varme ledning, og væskens hastighed v. En standard hot-wire probe består af en kort, tynd wire spændt mellem to beslag. Metaltråd er normalt lavet af metaller med høje smeltepunkter og god duktilitet, såsom platin, rhodium og wolfram. Almindeligt brugte ledninger har en diameter på 5μm og en længde på 2mm; den lille sonde har en diameter på kun 1μm og en længde på 0,2 mm.
Ifølge forskellige anvendelser laves varmetrådssonder også til dobbelttråde, tredobbelte ledninger, skrå ledninger, V-former, X-former osv. For at øge styrken bruges nogle gange en metalfilm i stedet for en metaltråd. En tynd metalfilm sprøjtes normalt på et termisk isolerende substrat, som kaldes en varmfilmsonde, som vist i figur 2.2. Hotwire-prober skal kalibreres før brug. Statisk kalibrering udføres i en speciel standard vindtunnel, og forholdet mellem strømningshastighed og udgangsspænding måles og tegnes ind i en standardkurve; dynamisk kalibrering udføres i et kendt pulserende flowfelt, eller ved at tilføje et varmekredsløb til vindmåleren. Det sidste pulserende elektriske signal bruges til at verificere frekvensresponsen af hot-wire anemometeret. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan det tilsvarende kompensationskredsløb bruges til at forbedre det.
Måleområdet for strømningshastigheden på {{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 målinger fra 0 til 5m/s; vindmålerens hjulsonde er ideel til måling af strømningshastigheder fra 5 til 40 m/s; og pitotrøret kan bruges til at opnå resultater i højhastighedsområdet. Et yderligere kriterium for det korrekte valg af strømningshastighedssonden på et vindmåler er temperaturen. Normalt er driftstemperaturen for den termiske sensor på et vindmåler ca. +-70C. Hjulsonden på det specielle vindmåler kan nå 350C. Pitotrør bruges over +350C.
Termisk sonde til vindmåler
Arbejdsprincippet for vindmålerens termiske sonde er baseret på, at den kolde luftstrøm fjerner varmen på varmeelementet. Ved hjælp af en justeringskontakt for at holde temperaturen konstant, er justeringsstrømmen proportional med flowhastigheden. Når du bruger en termisk sonde i turbulent flow, rammer luftstrømmen fra alle retninger det termiske element samtidigt, hvilket påvirker nøjagtigheden af måleresultaterne. Ved måling i turbulent flow er indikationsværdien for den termiske anemometer flowsensor ofte højere end hjulsonden. Ovenstående fænomener kan observeres under rørledningsmåling. Afhængigt af designet af hvordan rørturbulens håndteres, kan det forekomme selv ved lave hastigheder. Derfor bør vindmålerens måleproces udføres på den lige del af røret. Startpunktet for den lige linje del skal være mindst 10×D (D=rørdiameter, i CM) foran målepunktet; endepunktet skal være mindst 4×D efter målepunktet. Der må ikke være nogen hindring i væskesektionen. (kanter, udhæng, genstande osv.)
Arbejdsprincippet for vindmålerens hjulsonde er baseret på at konvertere rotation til elektriske signaler. Først gennem en nærhedsinduktionsstart "tælles" hjulets rotation, og der genereres en pulsserie, som derefter konverteres og behandles af detektoren. Få hastighedsværdien. Vindmålerens sonde med stor diameter (60 mm, 100 mm) er velegnet til måling af turbulente strømninger med mellemstore og små strømningshastigheder (såsom ved rørudløbet). Vindmålerens sonde med lille diameter er mere velegnet til måling af luftstrøm, hvor rørets tværsnit er mere end 100 gange større end tværsnittet af efterforskningshovedet.
