Inleiding tot het principe van de anemometer
Een anemometer is een instrument dat wordt gebruikt om de windsnelheid te meten. Er zijn veel soorten. De windcup-anemometer wordt veel gebruikt in weerstations.
Het bestaat uit drie parabolische kegelvormige lege bekers die onder een hoek van 120 graden op een standaard aan elkaar zijn bevestigd.
Het gehele sensorgedeelte is op een verticale rotatieas gemonteerd. Onder invloed van de wind draait de windbeker rond zijn as met een snelheid die evenredig is met de windsnelheid.
Het basisprincipe van een anemometer is om een dunne metalen draad in een vloeistof te plaatsen en een elektrische stroom te gebruiken om de draad boven de temperatuur van de vloeistof te verwarmen. Daarom worden anemometers "hete draden" genoemd.
Wanneer de vloeistof in verticale richting door de draad stroomt, zal het een deel van de warmte van de draad wegnemen en de temperatuur van de draad verlagen.
Volgens de theorie van de warmteoverdracht door geforceerde convectie kan worden afgeleid dat er een verband bestaat tussen het warmteverlies Q van de hete draad en de snelheid v van de vloeistof.
Een standaard hittedraadsonde bestaat uit twee beugels die worden vastgezet met korte dunne draden. Metaaldraad is meestal gemaakt van platina, rhodium, wolfraam en andere metalen met hoge smeltpunten en goede ductiliteit.
De algemeen gebruikte draaddiameter is 5 μm en de lengte is 2 mm; de kleine sondediameter is slechts 1 μm en de lengte is 0.2 mm. Afhankelijk van het doel kan de hittedraadsonde ook worden gemaakt in dubbele draad, drievoudige draad, diagonaal, V-vorm, X-vorm enz.
Om de sterkte te verbeteren, worden soms metaalfilms gebruikt in plaats van metaaldraden, en wordt meestal een metaalfilm op het isolerende substraat gespoten, die een hetefilmsonde wordt genoemd.
De hittedraadsonde moet vóór gebruik worden gekalibreerd. Statische kalibratie wordt uitgevoerd in een speciale standaard windtunnel.
De relatie tussen de stroomsnelheid en de uitgangsspanning werd gemeten en uitgezet als een standaardcurve.
Dynamische kalibratie wordt uitgevoerd in een bekend pulserend stromingsveld of toegevoegd aan de verwarmingslus van de anemometer.
Het pulserende elektrische signaal wordt gebruikt om de frequentierespons van de hetedraadanemometer te verifiëren. Als de frequentierespons niet goed is, kan deze worden verbeterd door het overeenkomstige compensatiecircuit te gebruiken.
