В чем принцип действия анемометра?
Анемометр – это прибор, используемый для измерения скорости ветра. Существует много типов. Анемометр с ветровой чашкой обычно используется на метеостанциях.
Он состоит из трех пустых чашек параболической конической формы, закрепленных друг к другу под углом 120 градусов на подставке.
Вся чувствительная часть установлена на вертикальной оси вращения. Под действием ветра ветровая чашка вращается вокруг своей оси со скоростью, пропорциональной скорости ветра.
Основной принцип работы анемометра заключается в помещении тонкой металлической проволоки в жидкость и использовании электрического тока для нагрева проволоки выше температуры жидкости. Поэтому анемометры называют «горячими проводами».
Когда жидкость течет по проволоке в вертикальном направлении, она забирает часть тепла из проволоки и снижает ее температуру.
Согласно теории теплопередачи с принудительной конвекцией можно сделать вывод, что существует взаимосвязь между тепловыми потерями Q горячей проволоки и скоростью v жидкости.
Стандартный термоанемометрический датчик состоит из двух кронштейнов, стянутых короткими тонкими проводами. Металлическую проволоку обычно изготавливают из платины, родия, вольфрама и других металлов с высокими температурами плавления и хорошей пластичностью.
Обычно используемый диаметр проволоки составляет 5 мкм, а длина — 2 мм; диаметр небольшого зонда составляет всего 1 мкм, а длина — 0,2 мм. В зависимости от назначения датчик с горячей проволокой также может быть двухпроводным, трехпроводным, диагональным, V-образным, X-образным и т. д.
Для повышения прочности вместо металлических проводов иногда используют металлические пленки, а металлическую пленку обычно напыляют на изолирующую подложку, что называется термопленочным зондом.
Перед использованием зонд с горячей проволокой необходимо откалибровать. Статическая калибровка проводится в специальной стандартной аэродинамической трубе.
Взаимосвязь между скоростью потока и выходным напряжением была измерена и построена в виде стандартной кривой.
Динамическая калибровка выполняется в известном пульсирующем поле потока или добавляется в контур нагрева анемометра.
Пульсирующий электрический сигнал используется для проверки частотной характеристики термоанемометра. Если частотная характеристика неудовлетворительна, ее можно улучшить, используя соответствующую схему компенсации.
