Sissejuhatus anemomeetri põhimõttesse
Anemomeeter on seade, mida kasutatakse tuule kiiruse mõõtmiseks. Tüüpe on palju. Tuulekassi anemomeetrit kasutatakse tavaliselt ilmajaamades.
See koosneb kolmest paraboolsest koonusekujulisest tühjast tassist, mis on kinnitatud üksteise külge 120 kraadi nurga all alusele.
Kogu sensorosa on paigaldatud vertikaalsele pöörlemisteljele. Tuule mõjul pöörleb tuulekupp ümber oma telje kiirusega, mis on võrdeline tuule kiirusega.
Anemomeetri põhiprintsiip on asetada õhuke metalltraat vedelikku ja kasutada elektrivoolu, et soojendada traati üle vedeliku temperatuuri. Seetõttu nimetatakse anemomeetreid "kuumadeks juhtmeteks".
Kui vedelik voolab läbi traadi vertikaalsuunas, võtab see osa juhtmest soojusest ära ja vähendab traadi temperatuuri.
Sundkonvektsiooniga soojusülekande teooria järgi võib järeldada, et kuuma traadi soojuskao Q ja vedeliku kiiruse v vahel on seos.
Tavaline kuumtraadiga sond koosneb kahest klambrist, mis on pingutatud lühikeste õhukeste juhtmetega. Metalltraat on tavaliselt valmistatud plaatinast, roodiumist, volframist ja muudest kõrge sulamistemperatuuriga ja hea plastilisusega metallidest.
Tavaliselt kasutatav traadi läbimõõt on 5 μm ja pikkus 2 mm; väikese sondi läbimõõt on ainult 1 μm ja pikkus 0,2 mm. Olenevalt otstarbest saab kuumtraadist sondi teha ka topelttraati, kolmekordset traati, diagonaali, V-kujulist, X-kujulist jne.
Tugevuse parandamiseks kasutatakse mõnikord metalltraatide asemel metallkilesid ning isoleerivale substraadile pihustatakse tavaliselt metallkile, mida nimetatakse kuumakile-sondiks.
Kuuma traadi sond tuleb enne kasutamist kalibreerida. Staatiline kalibreerimine toimub spetsiaalses standardses tuuletunnelis.
Mõõdeti voolukiiruse ja väljundpinge suhe ja joonistati standardkõver.
Dünaamiline kalibreerimine viiakse läbi tuntud pulseerivas vooluväljas või lisatakse anemomeetri kuumutusahelasse.
Pulseerivat elektrilist signaali kasutatakse kuuma juhtmega anemomeetri sagedusreaktsiooni kontrollimiseks. Kui sageduskarakteristik pole hea, saab seda parandada vastava kompensatsiooniahela abil.
