Introduksjon til prinsippene for vindmålere
Et vindmåler er et instrument som brukes til å måle vindhastighet. Det er mange typer. Den mest brukte meteorologiske stasjonen er en vindkoppvindmåler.
Den består av tre parabolske koniske tomme kopper festet til hverandre på en brakett i 120 grader.
Hele følerdelen er installert på den vertikale rotasjonsaksen. Under påvirkning av vinden roterer vindkoppen rundt sin akse med en hastighet proporsjonal med vindhastigheten.
Det grunnleggende prinsippet for et vindmåler er å plassere en tynn metalltråd i en væske og varme ledningen med en elektrisk strøm for å heve den over væskens temperatur. Derfor omtales vindmålere som "hotlines".
Når væsken strømmer gjennom metalltråden i vertikal retning, vil den ta bort noe av varmen fra ledningen og senke temperaturen.
I henhold til teorien om tvungen konveksjonsvarmeoverføring kan det utledes at det er en sammenheng mellom varmetapet Q til den varme ledningen og hastigheten v til fluidet.
Standard varmetrådsonden inkluderer to braketter som er strammet med korte tynne ledninger. Metalltråder er vanligvis laget av platina, rhodium, wolfram og andre metaller med høye smeltepunkter og god duktilitet.
Den vanligste tråddiameteren er 5 μm. Lengden er 2 mm; Den lille sonden har en diameter på kun 1 μm. Lengden er 0,2 mm. I henhold til forskjellige formål kan varmetrådsonden også gjøres til dobbel, trippel, diagonal, V-formet, X-formet, etc.
For å forbedre styrken brukes noen ganger metallfilmer i stedet for metalltråder, og et lag med metallfilm sprøytes vanligvis på isolasjonssubstratet, som kalles en varmfilmsonde.
Varmtrådsonden må kalibreres før bruk. Statisk kalibrering utføres i en spesiell standard vindtunnel.
Mål forholdet mellom strømningshastighet og utgangsspenning og plott det som en standardkurve.
Dynamisk kalibrering utføres i et kjent pulserende strømningsfelt eller legges til varmekretsen til vindmåleren.
Elektriske pulssignaler brukes til å verifisere frekvensresponsen til anemometeret med varme ledninger. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den forbedres ved å bruke tilsvarende kompensasjonskretser.
