Sensorstruktur og vindmålerprinsipp
Vindmålere kan gi de mest originale registrerte vindhastighets- og retningsdataene i hydrografiske stasjoner, miljøvern, landbruk, skogbruk, kraftverk, øyer, transport, gruver og andre industrier.
Vindmålersensoren bruker en tradisjonell to-kopps roterende rammestruktur. Den konverterer vindhastigheten til rotasjonshastigheten til den roterende rammen.
For å redusere startvindhastigheten brukes en lett vindkopp laget av spesielle materialer og en juvelbærende støtte. Etter å ha blitt oppdaget av sensoren, sender enheten festet på den roterende rammen signalet til verten for måling.
Mikrokontrolleren i vindmåleren prøver, korrigerer og beregner utgangssignalet til vindsensoren;
Til slutt gir instrumentet ut fem parametere: øyeblikkelig vindhastighet/ett minutt gjennomsnittlig vindhastighet/øyeblikkelig vindnivå/ett minutt gjennomsnittlig vindnivå/bølgehøyde som tilsvarer gjennomsnittlig vindnivå.
De målte parametrene vises direkte digitalt på instrumentets LCD-display.
For å redusere strømforbruket til instrumentet har sensorene og mikrokontrollerne i instrumentet tatt en rekke spesielle tiltak for å redusere strømforbruket.
For å sikre påliteligheten til dataene, når strømforsyningsspenningen er for lav, viser batterimerket nederst på skjermen mangel på strøm, noe som ber brukeren om at strømforsyningsspenningen er for lav og dataene ikke lenger er pålitelig, og batteriet må skiftes ut i tide.
Hvordan en vindmåler fungerer
Det grunnleggende prinsippet for et vindmåler er å plassere en tynn metalltråd i en væske og sende en elektrisk strøm for å varme opp ledningen slik at dens temperatur er høyere enn temperaturen på væsken, så ledningsvindmåleren kalles en "varm ledning". Når væsken strømmer gjennom ledningen i vertikal retning, vil den ta bort deler av varmen fra ledningen, og føre til at temperaturen på ledningen synker. I henhold til teorien om tvungen konveksjonsvarmeveksling kan det utledes at det er en sammenheng mellom varmen Q som går tapt av den varme ledningen og hastigheten v til fluidet. En standard hot-wire sonde består av to braketter som strekker en kort, tynn metalltråd, som vist i figur 2.1. Metalltråd er vanligvis laget av metaller med høye smeltepunkter og god duktilitet som platina, rhodium og wolfram. Vanlig brukte ledninger har en diameter på 5 μm og en lengde på 2 mm; den minste sonden har en diameter på bare 1 μm og en lengde på 0,2 mm. I henhold til forskjellige bruksområder lages også varmetrådsonder til doble ledninger, trippeltråder, skrå ledninger, V-former, X-former osv. For å øke styrken brukes noen ganger en metallfilm i stedet for en metalltråd. En tynn metallfilm sprøytes vanligvis på et termisk isolerende underlag, som kalles en varmfilmsonde, som vist i figur 2.2. Hotwire-prober må kalibreres før bruk. Statisk kalibrering utføres i en spesiell standard vindtunnel, og forholdet mellom strømningshastighet og utgangsspenning måles og trekkes inn i en standardkurve; dynamisk kalibrering utføres i et kjent pulserende strømningsfelt, eller ved å legge til en varmekrets til vindmåleren. Det siste pulserende elektriske signalet brukes til å verifisere frekvensresponsen til hot-wire anemometeret. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den tilsvarende kompensasjonskretsen brukes til å forbedre den.
Måleområdet for strømningshastighet på {{0}} til 100m/s kan deles inn i tre seksjoner: lav hastighet: 0 til 5m/s; middels hastighet: 5 til 40m/s; høy hastighet: 40 til 100m/s. Den termiske sonden til vindmåleren brukes for nøyaktig måling fra 0 til 5m/s; hjulsonden til vindmåleren er ideell for å måle strømningshastigheter fra 5 til 40m/s; og pitotrøret brukes for å oppnå de beste resultatene i høyhastighetsområdet. resultat. Et ekstra kriterium for riktig valg av strømningshastighetssonden til et vindmåler er temperaturen. Vanligvis er driftstemperaturen til den termiske sensoren til et vindmåler omtrent +-70C. Hjulsonden til det spesielle vindmåleren kan nå 350C. Pitotrør brukes over +350C.
