Introduktion till vindmätarprincipen
En vindmätare är ett instrument som används för att mäta vindhastighet. Det finns många typer. Vindkoppens vindmätare används ofta i väderstationer.
Den består av tre paraboliska konformade tomma koppar fästa vid varandra i 120 grader på ett stativ.
Hela avkänningsdelen är monterad på en vertikal rotationsaxel. Under inverkan av vinden roterar vindkoppen runt sin axel med en hastighet som är proportionell mot vindhastigheten.
Grundprincipen för en vindmätare är att placera en tunn metalltråd i en vätska och använda en elektrisk ström för att värma upp tråden över vätskans temperatur. Därför kallas vindmätare för "heta ledningar".
När vätskan strömmar genom tråden i vertikal riktning kommer den att ta bort en del av värmen från tråden och sänka temperaturen på tråden.
Enligt teorin om påtvingad konvektionsvärmeöverföring kan man sluta sig till att det finns ett samband mellan värmeförlusten Q hos den heta tråden och vätskans hastighet v.
En vanlig hettrådssond består av två fästen som dras åt med korta tunna trådar. Metalltråd är vanligtvis gjord av platina, rodium, volfram och andra metaller med höga smältpunkter och god duktilitet.
Den vanligen använda tråddiametern är 5 μm och längden är 2 mm; den lilla sondens diameter är bara 1μm och längden är 0,2 mm. Beroende på syftet kan hettrådssonden även göras till dubbeltråd, trippeltråd, diagonal, V-form, X-form etc.
För att förbättra hållfastheten används ibland metallfilmer istället för metalltrådar och en metallfilm sprayas vanligtvis på det isolerande substratet, vilket kallas en hetfilmsond.
Hotwire-sonden måste kalibreras före användning. Statisk kalibrering utförs i en speciell standard vindtunnel.
Förhållandet mellan flödeshastighet och utspänning mättes och plottades som en standardkurva.
Dynamisk kalibrering utförs i ett känt pulserande flödesfält eller läggs till vindmätarens värmeslinga.
Den pulserande elektriska signalen används för att verifiera frekvenssvaret för den heta anemometern. Om frekvensgången inte är bra kan den förbättras genom att använda motsvarande kompensationskrets.
