Який принцип роботи анемометра?
Анемометр — прилад, який використовується для вимірювання швидкості вітру. Є багато видів. Анемометр вітрової чаші зазвичай використовується на метеостанціях.
Він складається з трьох параболічних конусоподібних порожніх чашок, закріплених одна на одну під кутом 120 градусів на підставці.
Вся чутлива частина встановлена на вертикальній осі обертання. Під дією вітру чаша обертається навколо своєї осі зі швидкістю, пропорційною швидкості вітру.
Основний принцип роботи анемометра полягає в тому, щоб помістити тонкий металевий дріт у рідину та за допомогою електричного струму нагріти дріт вище температури рідини. Тому анемометри називають «гарячими дротами».
Коли рідина тече крізь дріт у вертикальному напрямку, вона забере частину тепла з дроту та знизить температуру дроту.
Відповідно до теорії теплообміну примусовою конвекцією можна зробити висновок про те, що існує залежність між втратою тепла Q гарячого дроту та швидкістю v рідини.
Стандартний термозонд складається з двох кронштейнів, які стягуються короткими тонкими дротами. Металева дріт зазвичай виготовляється з платини, родію, вольфраму та інших металів з високими температурами плавлення і хорошою пластичністю.
Зазвичай використовується діаметр дроту 5 мкм і довжина 2 мм; малий діаметр зонда становить лише 1 мкм, а довжина – 0.2 мм. Залежно від призначення зонд із гарячим дротом також може бути виконаний у вигляді подвійного дроту, потрійного дроту, діагонального, V-подібного, X-подібного тощо.
Щоб підвищити міцність, металеві плівки іноді використовують замість металевих дротів, і металеву плівку зазвичай напилюють на ізоляційну підкладку, що називається зондом для гарячої плівки.
Зонд з гарячим дротом необхідно відкалібрувати перед використанням. Статичне калібрування проводиться в спеціальній стандартній аеродинамічній трубі.
Співвідношення між швидкістю потоку та вихідною напругою було виміряно та нанесено у вигляді стандартної кривої.
Динамічне калібрування виконується у відомому пульсуючому полі потоку або додається до контуру нагріву анемометра.
Пульсуючий електричний сигнал використовується для перевірки частотної характеристики анемометра з гарячим дротом. Якщо частотна характеристика погана, її можна покращити за допомогою відповідної схеми компенсації.
