Jaka jest zasada działania wiatromierza?
Anemometr to przyrząd służący do pomiaru prędkości wiatru. Istnieje wiele typów. Anemometr kubełkowy powszechnie stosowany w stacjach meteorologicznych.
Składa się z trzech parabolicznych, stożkowych pustych misek, połączonych ze sobą na wsporniku pod kątem 120 stopni.
Cała sekcja czujnikowa jest zainstalowana na pionowej osi obrotu. Pod wpływem wiatru czasza wiatrowa obraca się wokół własnej osi z prędkością proporcjonalną do prędkości wiatru.
Podstawową zasadą działania anemometru jest umieszczenie cienkiego metalowego drutu w płynie i podgrzanie drutu prądem elektrycznym w celu podniesienia go powyżej temperatury płynu. Dlatego anemometry nazywane są „gorącymi liniami”.
Gdy płyn przepływa przez metalowy drut w kierunku pionowym, odbierze część ciepła z drutu i obniży jego temperaturę.
Zgodnie z teorią wymiany ciepła przez konwekcję wymuszoną można wnioskować, że istnieje związek pomiędzy stratą ciepła Q gorącego drutu a prędkością v płynu.
Standardowa sonda z gorącym drutem zawiera dwa wsporniki, które są dokręcane 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; Mała sonda ma średnicę zaledwie 1 μm i długość 0,2 mm. Według różnych celów, sondy z gorącym drutem mogą być również wykonane z drutów podwójnych, trójdzielnych i ukośnych, w kształcie litery V, w kształcie litery X itp.
W celu zwiększenia wytrzymałości zamiast drutu metalowego czasami stosuje się folię metalową, a na podłoże izolacyjne zwykle natryskuje się warstwę folii metalowej, co nazywa się sondą z gorącą folią.
Sonda z gorącym drutem musi zostać skalibrowana przed użyciem. Kalibracja statyczna przeprowadzana 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.
Pulsujący sygnał elektryczny służy do sprawdzenia odpowiedzi częstotliwościowej anemometru z gorącym drutem. Jeśli charakterystyka częstotliwościowa nie jest dobra, można ją poprawić, stosując odpowiednie obwody kompensacyjne.
