Struttura del sensore e principio dell'anemometro
Gli anemometri possono fornire i dati più originali registrati sulla velocità e sulla direzione del vento nelle stazioni idrografiche, nella protezione ambientale, nell'agricoltura, nella silvicoltura, nelle centrali elettriche, nelle isole, nei trasporti, nelle miniere e in altri settori.
Il sensore dell'anemometro adotta una tradizionale struttura del telaio rotante a due tazze. Converte la velocità del vento nella velocità di rotazione del telaio rotante.
Per ridurre la velocità del vento iniziale, viene utilizzata una coppa del vento leggera realizzata con materiali speciali e un supporto con cuscinetto a gioiello. Dopo essere stato rilevato dal sensore, il dispositivo fissato sul telaio rotante trasmette il segnale all'host per la misurazione.
Il microcontrollore nell'anemometro campiona, corregge e calcola il segnale di uscita del sensore del vento;
Infine, lo strumento emette cinque parametri: velocità del vento istantanea/velocità media del vento in un minuto/livello del vento istantaneo/livello del vento medio in un minuto/altezza dell'onda corrispondente al livello medio del vento.
I parametri misurati vengono visualizzati direttamente in digitale sul display LCD dello strumento.
Al fine di ridurre il consumo energetico dello strumento, i sensori e i microcontrollori nello strumento hanno adottato una serie di misure speciali per ridurre il consumo energetico.
Per garantire l'affidabilità dei dati, quando la tensione di alimentazione è troppo bassa, il simbolo della batteria nella parte inferiore del display mostra mancanza di alimentazione, avvisando l'utente che la tensione di alimentazione è troppo bassa e che i dati non sono più affidabile e la batteria deve essere sostituita in tempo.
Come funziona un anemometro
Il principio di base di un anemometro è quello di posizionare un sottile filo metallico in un fluido e far passare una corrente elettrica per riscaldare il filo in modo che la sua temperatura sia superiore alla temperatura del fluido, per questo l'anemometro a filo è chiamato "filo caldo". Quando il fluido scorre attraverso il filo in direzione verticale, sottrarrà parte del calore dal filo, provocando un abbassamento della temperatura del filo. Secondo la teoria dello scambio termico per convezione forzata si può dedurre che esiste una relazione tra il calore Q perso dal filo caldo e la velocità v del fluido. Una sonda a filo caldo standard è costituita da due staffe che tendono un filo metallico corto e sottile, come mostrato nella Figura 2.1. Il filo metallico è solitamente costituito da metalli con punti di fusione elevati e buona duttilità come platino, rodio e tungsteno. I fili comunemente utilizzati hanno un diametro di 5 μm e una lunghezza di 2 mm; la sonda più piccola ha un diametro di solo 1 μm e una lunghezza di 0,2 mm. A seconda degli usi, le sonde a filo caldo vengono realizzate anche a filo doppio, triplo, obliquo, a V, a X, ecc. Per aumentarne la resistenza, a volte viene utilizzata una pellicola metallica al posto del filo metallico. Una sottile pellicola metallica viene solitamente spruzzata su un substrato termicamente isolante, chiamato sonda a film caldo, come mostrato nella Figura 2.2. Le sonde a filo caldo devono essere calibrate prima dell'uso. La calibrazione statica viene eseguita in una speciale galleria del vento standard e la relazione tra la velocità del flusso e la tensione di uscita viene misurata e tracciata in una curva standard; la calibrazione dinamica viene effettuata in un campo di flusso pulsante noto, oppure aggiungendo un circuito di riscaldamento all'anemometro. L'ultimo segnale elettrico pulsante viene utilizzato per verificare la risposta in frequenza dell'anemometro a filo caldo. Se la risposta in frequenza non è buona, è possibile utilizzare il circuito di compensazione corrispondente per migliorarla.
L'intervallo di misurazione della velocità del flusso da {{0}} a 100 m/s può essere suddiviso in tre sezioni: bassa velocità: da 0 a 5 m/s; velocità media: da 5 a 40 m/s; alta velocità: da 40 a 100 m/s. La sonda termica dell'anemometro viene utilizzata per misurazioni accurate da 0 a 5 m/s; la sonda a ruota dell'anemometro è ideale per misurare portate da 5 a 40m/s; e il tubo di Pitot viene utilizzato per ottenere i migliori risultati nella gamma delle alte velocità. risultato. Un ulteriore criterio per la corretta scelta della sonda di velocità del flusso di un anemometro è la temperatura. Solitamente la temperatura operativa del sensore termico di un anemometro è di circa +-70C. La sonda a ruota dell'anemometro speciale può raggiungere i 350°C. Il tubo di Pitot viene utilizzato sopra +350C.
