Hva er prinsippet for et vindmåler?
Et vindmåler er et instrument som brukes til å måle vindhastighet. Det er mange typer. Koppvindmålere brukes ofte i værstasjoner.
Den består av tre parabolske, koniske tomme kopper festet til hverandre i 120 grader på støtten.
Hele følerdelen er montert på en vertikal rotasjonsakse. 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 gjøre den høyere enn temperaturen til væsken. Av denne grunn omtales vindmålere som "varme ledninger".
Når væsken strømmer gjennom ledningen i vertikal retning, fjerner den noe av varmen fra ledningen og reduserer temperaturen på ledningen.
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.
En standard varmetrådsonde består av to støtter som holdes stramme av korte tynne ledninger. Metalltråd er vanligvis laget av platina, rhodium, wolfram og andre metaller med høye smeltepunkter og god duktilitet.
Den vanligste tråddiameteren er 5μm og lengden er 2mm; den lille sondediameteren er bare 1μm og lengden er 0,2 mm. I henhold til forskjellige formål kan varmeledningssonder også gjøres til doble ledninger, trippelledninger, diagonale ledninger, V-formet, X-form etc.
For å forbedre styrken brukes noen ganger en metallfilm i stedet for en metalltråd, og et lag med metallfilm sprøytes vanligvis på det varmeisolerende underlaget, som kalles en varmfilmsonde.
Varmtrådsonden må kalibreres før bruk. Statiske kalibreringer utføres i spesielle standard vindtunneler.
Mål forholdet mellom strømningshastighet og utgangsspenning og plott det som en standardkurve.
Dynamisk kalibrering utføres i et kjent pulserende strømningsfelt, eller legges til vindmålerens varmesløyfe.
Det pulserende elektriske signalet brukes til å verifisere frekvensresponsen til varmetråd-anemometeret. Hvis frekvensresponsen ikke er god, kan den forbedres ved å bruke den tilsvarende kompensasjonskretsen.
