Introduzione al principio dell'anemometro
L'anemometro è uno strumento utilizzato per misurare la velocità del vento. Ci sono molti tipi. L'anemometro a coppa del vento è comunemente utilizzato nelle stazioni meteorologiche.
È costituito da tre tazze vuote a forma di cono parabolico fissate tra loro a 120 gradi su un supporto.
L'intera parte sensibile è montata su un asse di rotazione verticale. Sotto l'influenza del vento, la coppa del vento ruota attorno al proprio asse ad una velocità proporzionale alla velocità del vento.
Il principio di base di un anemometro è quello di posizionare un sottile filo metallico in un fluido e utilizzare una corrente elettrica per riscaldare il filo al di sopra della temperatura del fluido. Pertanto gli anemometri sono chiamati "fili caldi".
Quando il fluido scorre attraverso il filo in direzione verticale, toglierà parte del calore dal filo e ne ridurrà la temperatura.
Dalla teoria dello scambio termico per convezione forzata si può dedurre che esiste una relazione tra la perdita di calore Q del filo caldo e la velocità v del fluido.
Una sonda a filo caldo standard è costituita da due staffe fissate da fili corti e sottili. Il filo metallico è solitamente costituito da platino, rodio, tungsteno e altri metalli con punti di fusione elevati e buona duttilità.
Il diametro del filo comunemente utilizzato è 5μm e la lunghezza è 2mm; il diametro della sonda piccola è di soli 1μm e la lunghezza è di 0,2 mm. A seconda dello scopo, la sonda a filo caldo può essere realizzata anche a filo doppio, triplo, diagonale, a V, a X, ecc.
Per migliorare la resistenza, a volte vengono utilizzate pellicole metalliche al posto dei fili metallici e una pellicola metallica viene solitamente spruzzata sul substrato isolante, chiamata sonda a pellicola calda.
La sonda a filo caldo deve essere calibrata prima dell'uso. La calibrazione statica viene eseguita in una speciale galleria del vento standard.
La relazione tra la portata e la tensione di uscita è stata misurata e tracciata come una curva standard.
La calibrazione dinamica viene eseguita in un campo di flusso pulsante noto o aggiunta al circuito di riscaldamento dell'anemometro.
Il segnale elettrico pulsante viene utilizzato per verificare la risposta in frequenza dell'anemometro a filo caldo. Se la risposta in frequenza non è buona, può essere migliorata utilizzando il circuito di compensazione corrispondente.
