Jak działa anemometr?
Anemometr to przyrząd służący do pomiaru prędkości wiatru. Istnieje wiele typów. Powszechnie stosowaną stacją meteorologiczną jest anemometr kubkowy.
Składa się z trzech parabolicznych, stożkowych miseczek, połączonych ze sobą pod kątem 120 stopni na wsporniku.
Cała część czujnikowa jest zainstalowana na pionowej osi obrotu. Pod wpływem wiatru czasza obraca się wokół własnej osi z prędkością proporcjonalną do prędkości wiatru.
Podstawową zasadą działania anemometru jest umieszczenie cienkiego metalowego drutu w płynie i podgrzanie go prądem elektrycznym, aby był wyższy od temperatury płynu. Dlatego anemometry nazywane są „gorącymi drutami”.
Kiedy płyn przepływa przez metalowy drut w kierunku pionowym, odbierze część ciepła z drutu i obniży jego temperaturę.
Zgodnie z teorią konwekcyjnego przenoszenia ciepła można wnioskować, że istnieje związek pomiędzy stratą ciepła Q gorącego drutu a prędkością v płynu.
Standardowa sonda typu hotline składa się z dwóch wsporników, które są dokręcone krótkimi cienkimi drutami. Druty metalowe są zwykle wykonane z platyny, rodu, wolframu i innych metali o wysokiej temperaturze topnienia i dobrej ciągliwości.
Powszechnie stosowana średnica drutu wynosi 5 µm, a długość 2 mm; Średnica małej sondy wynosi tylko 1 μm, a długość wynosi 0,2 mm. W zależności od przeznaczenia, sonda z gorącym drutem może być również wykonana z drutu podwójnego, potrójnego, ukośnego, w kształcie litery V, w kształcie X itp.
W celu zwiększenia wytrzymałości zamiast drutu metalowego czasami stosuje się folię metalową, a na podłoże izolacyjne zwykle natryskuje się cienką folię metalową, co nazywa się sondą z gorącą folią.
Sonda z gorącym drutem musi zostać skalibrowana przed użyciem. Kalibracja statyczna wykonywana jest w specjalnym standardowym tunelu aerodynamicznym.
Zmierz zależność pomiędzy natężeniem przepływu i napięciem wyjściowym i wykreśl ją jako krzywą standardową.
Kalibrację dynamiczną przeprowadza się w znanym pulsującym polu przepływu lub dodaje się do obwodu grzewczego anemometru.
