Hvad er princippet for et vindmåler?
Et vindmåler er et instrument, der bruges til at måle vindhastighed. Der er mange typer. Kopvindmålere bruges almindeligvis i vejrstationer.
Den består af tre parabolske koniske tomme kopper, der er fastgjort til hinanden i 120 grader på understøtningen.
Hele følerdelen er monteret på en lodret rotationsakse. Under påvirkning af vinden roterer vindkoppen rundt om sin akse med en hastighed, der er proportional med vindhastigheden.
Grundprincippet for et vindmåler er at placere en tynd metaltråd i en væske og opvarme tråden med en elektrisk strøm for at gøre den højere end væskens temperatur. Af denne grund omtales vindmålere som "varme ledninger".
Når væsken strømmer gennem ledningen i lodret retning, fjerner den noget af varmen fra ledningen og reducerer temperaturen på ledningen.
Ifølge teorien om tvungen konvektionsvarmeoverførsel kan det udledes, at der er en sammenhæng mellem varmetabet Q for den varme ledning og væskens hastighed v.
En standard hot wire sonde består af to understøtninger, der holdes stramme af korte tynde ledninger. Metaltråd er normalt lavet af platin, rhodium, wolfram og andre metaller med høje smeltepunkter og god duktilitet.
Den almindeligt anvendte tråddiameter er 5μm og længden er 2mm; den lille sondediameter er kun 1μm, og længden er 0,2 mm. Ifølge forskellige formål kan hot wire prober også laves til dobbelt ledninger, triple ledninger, diagonale ledninger, V-formede, X-formede osv.
For at forbedre styrken bruges nogle gange en metalfilm i stedet for en metaltråd, og et lag metalfilm sprøjtes normalt på det varmeisolerende substrat, som kaldes en varmfilmsonde.
Hotwire-sonden skal kalibreres før brug. Statiske kalibreringer udføres i specielle standard vindtunneller.
Mål forholdet mellem flowhastighed og udgangsspænding og plot det som en standardkurve.
Dynamisk kalibrering udføres i et kendt pulserende flowfelt eller tilføjes vindmålerens varmekreds.
Det pulserende elektriske signal bruges til at verificere frekvensresponsen af hotwire-anemometeret. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den forbedres ved at bruge det tilsvarende kompensationskredsløb.
