Úvod do princípu anemometra
Anemometer je prístroj používaný na meranie rýchlosti vetra. Existuje veľa druhov. Veterný pohárový anemometer sa bežne používa v meteorologických staniciach.
Skladá sa z troch parabolických prázdnych pohárov v tvare kužeľa pripevnených k sebe pod uhlom 120 stupňov na stojane.
Celá snímacia časť je namontovaná na zvislej osi otáčania. Vplyvom vetra sa veterný pohár otáča okolo svojej osi rýchlosťou úmernou rýchlosti vetra.
Základným princípom anemometra je umiestniť tenký kovový drôt do tekutiny a pomocou elektrického prúdu ho zohriať nad teplotu tekutiny. Preto sa anemometre nazývajú "horúce drôty".
Keď tekutina preteká drôtom vo vertikálnom smere, odoberie drôtu časť tepla a zníži teplotu drôtu.
Podľa teórie prenosu tepla nútenou konvekciou je možné odvodiť, že existuje vzťah medzi tepelnou stratou Q horúceho drôtu a rýchlosťou v tekutiny.
Štandardná sonda s horúcim drôtom pozostáva z dvoch konzol, ktoré sú utiahnuté krátkymi tenkými drôtmi. Kovový drôt je zvyčajne vyrobený z platiny, ródia, volfrámu a iných kovov s vysokými bodmi topenia a dobrou ťažnosťou.
Bežne používaný priemer drôtu je 5 μm a dĺžka je 2 mm; malý priemer sondy je len 1 μm a dĺžka je 0.2 mm. V závislosti od účelu môže byť sonda s horúcim drôtom vyrobená aj z dvojitého drôtu, trojitého drôtu, uhlopriečky, tvaru V, tvaru X atď.
Na zlepšenie pevnosti sa niekedy namiesto kovových drôtov používajú kovové fólie a na izolačný substrát sa zvyčajne nastrieka kovový film, ktorý sa nazýva sonda horúceho filmu.
Sonda horúceho drôtu musí byť pred použitím kalibrovaná. Statická kalibrácia sa vykonáva v špeciálnom štandardnom aerodynamickom tuneli.
Vzťah medzi prietokom a výstupným napätím bol zmeraný a vynesený ako štandardná krivka.
Dynamická kalibrácia sa vykonáva v známom pulzujúcom prietokovom poli alebo sa pridáva do vykurovacej slučky anemometra.
Pulzujúci elektrický signál sa používa na overenie frekvenčnej odozvy anemometra s horúcim drôtom. Ak frekvenčná odozva nie je dobrá, možno ju zlepšiť použitím príslušného kompenzačného obvodu.
