En vindmätare är ett instrument som mäter luftens hastighet. Det finns många typer av det. Den vanligaste använda i meteorologiska stationer är vindkoppens vindmätare. Den består av tre tomma koppar med paraboliska koner fästa på fästet i 120 grader mot varandra för att bilda avkänningsdelen. De konkava ytorna på de tomma kopparna är alla i en riktning. Hela induktionsdelen är installerad på en vertikalt roterande axel. Under inverkan av vinden roterar vindkoppen runt axeln med en hastighet som är proportionell mot vindhastigheten. Idag presenterar vi tre vindmätare:
1. Termisk vindmätare
En varvräknare som omvandlar en flödeshastighetssignal till en elektrisk signal och kan även mäta vätsketemperatur eller densitet. Principen är att en tunn metalltråd (kallad hettråd) som värms upp av elektricitet placeras i luftflödet, och värmeavledningen av den heta tråden i luftflödet är relaterad till flödeshastigheten, och värmeavledningen orsakar temperaturförändringen av den heta tråden för att orsaka resistansförändring, och flödeshastighetssignalen omvandlas till elektrisk signal. Den har två arbetslägen: ①Konstant flöde. Strömmen genom den heta tråden förblir oförändrad, och när temperaturen ändras ändras motståndet hos den heta tråden, och därmed ändras spänningen över de två ändarna, varigenom flödeshastigheten mäts. ② Typ av konstant temperatur. Temperaturen på den heta tråden hålls konstant, till exempel 150 grader, och flödeshastigheten kan mätas enligt den ström som krävs för att appliceras. Typen konstant temperatur är mer allmänt använd än konstantflödestypen.
Längden på den heta tråden är i allmänhet i intervallet {{0}},5 till 2 mm, diametern är i intervallet 1 till 10 mikron, och materialet är platina, volfram eller platina-rodium legering. Om en mycket tunn (tjocklek mindre än 0,1 mikron) metallfilm används för att ersätta metalltråden, är det en hetfilmanemometer. Utöver den vanliga enkeltrådstypen kan den heta tråden även vara en kombinerad tvåtrådstyp eller tretrådstyp för att mäta hastighetskomponenterna i alla riktningar. Den elektriska signalen som matas ut från den heta tråden förstärks, kompenseras och digitaliseras och matas sedan in i datorn, vilket kan förbättra mätnoggrannheten, automatiskt slutföra dataefterbearbetningsprocessen och utöka hastighetsmätningsfunktionerna, såsom samtidigt slutförande av momentan värde och tidsmedelvärde, kombinerad hastighet och delhastighet, turbulensgrad och andra turbulensparametrar. Jämfört med pitotröret har hot-wire anemometern [1] fördelarna med liten sondstorlek, liten interferens på flödesfältet, snabb respons och kan mäta ostadig flödeshastighet;
Vid användning av termiska sonder i turbulent flöde träffar luftflödet från alla riktningar det termiska elementet samtidigt, vilket påverkar noggrannheten i mätresultaten. Vid mätning i turbulent flöde tenderar termiska anemometerflödessensorer att ha högre indikationer än rotorsonder. Ovanstående fenomen kan observeras under rörledningsmätning. Beroende på designen som hanterar turbulensen i röret kan det uppstå även vid låga hastigheter. Därför bör anemometermätningsprocessen utföras på den raka delen av rörledningen. Startpunkten för den raka delen bör vara minst 10×D före mätpunkten (D=rördiameter, i CM); ändpunkten bör vara minst 4×D bakom mätpunkten. Vätskedelen får inte ha några hinder (kanter, återupphängningar, föremål, etc.).
2. Impeller vindmätare
Arbetsprincipen för impellersonden på vindmätaren är baserad på att omvandla rotationen till en elektrisk signal, först genom ett närhetsinduktionshuvud, "räkna" rotationen av impellern och generera en pulsserie, och sedan omvandlas av detektorn för att erhålla farten. värde. Den stora sonden (60 mm, 100 mm) på vindmätaren är lämplig för att mäta turbulent flöde med medelhög och liten flödeshastighet (som vid rörutloppet). Anemometerns sond med liten diameter är mer lämpad för att mäta luftflödet vars tvärsnittsarea av röret är mer än 100 gånger större än sondens tvärsnittsarea.
3. Pitotrörsvindmätare
Den uppfanns av den franske fysikern H. Pitot på 1700-talet. Det enklaste pitotröret har ett tunt metallrör med ett litet hål i änden som tryckstyrrör, som mäter vätskans totala tryck i flödesstrålens riktning; ett annat styrrör dras från huvudrörets vägg nära framsidan av det tunna metallröret. Tryck på röret och mät det statiska trycket. Differenstrycksmätaren är ansluten till de två tryckstyrningsrören och det uppmätta trycket är det dynamiska trycket. Enligt Bernoullis sats är det dynamiska trycket proportionellt mot kvadraten på flödeshastigheten. Därför kan flödeshastigheten för vätskan mätas med ett pitotrör. Efter den strukturella förbättringen blir det ett kombinerat pitotrör, det vill säga ett pitotstatiskt tryckrör. Det är ett dubbelskiktat rör böjt i rät vinkel. Ytterhylsan och innerhylsan är tätade och det finns flera små hål runt ytterhylsan. Vid mätning, sätt in denna hylsa i mitten av röret som testas. Munstycket på det inre höljet är vänt mot flödesstrålens riktning, och öppningen i det lilla hålet runt det yttre höljet är precis vinkelrät mot flödesstrålens riktning. Vid denna tidpunkt kan vätskans flödeshastighet vid denna punkt beräknas genom att mäta tryckskillnaden mellan det inre och yttre höljet. Pitotrör används ofta för att mäta vätskors hastighet i rör och vindtunnlar, såväl som flodhastighet. Om flödeshastigheten för varje sektion mäts enligt bestämmelserna, kan den användas för att mäta flödeshastigheten för vätskan i rörledningen efter integrering. Men när vätskan innehåller en liten mängd partiklar kan den blockera mäthålet, så den är endast lämplig för att mäta flödet av partikelfria vätskor. Därför kan pitotröret även användas för att mäta vindhastighet och vindflöde, vilket är principen för pitotröranemometern.
