Introduction au principe de l'anémomètre
Un anémomètre est un instrument utilisé pour mesurer la vitesse du vent. Il en existe de nombreux types. L'anémomètre à coupe-vent est couramment utilisé dans les stations météorologiques.
Il se compose de trois coupelles vides en forme de cône parabolique fixées les unes aux autres à 120 degrés sur un support.
L'ensemble de la partie sensible est monté sur un axe de rotation vertical. Sous l'influence du vent, la coupelle à vent tourne autour de son axe à une vitesse proportionnelle à la vitesse du vent.
Le principe de base d'un anémomètre est de placer un mince fil métallique dans un fluide et d'utiliser un courant électrique pour chauffer le fil au-dessus de la température du fluide. C'est pourquoi les anémomètres sont appelés « fils chauds ».
Lorsque le fluide circule à travers le fil dans la direction verticale, il enlève une partie de la chaleur du fil et réduit la température du fil.
D’après la théorie du transfert thermique par convection forcée, on peut en déduire qu’il existe une relation entre la perte thermique Q du fil chaud et la vitesse v du fluide.
Une sonde à fil chaud standard se compose de deux supports serrés par des fils courts et fins. Le fil métallique est généralement composé de platine, de rhodium, de tungstène et d'autres métaux ayant des points de fusion élevés et une bonne ductilité.
Le diamètre du fil couramment utilisé est de 5 μm et la longueur est de 2 mm ; le petit diamètre de la sonde n'est que de 1 μm et la longueur est de 0,2 mm. Selon l'objectif, la sonde à fil chaud peut également être transformée en fil double, triple fil, diagonale, en forme de V, en forme de X, etc.
Afin d'améliorer la résistance, des films métalliques sont parfois utilisés à la place des fils métalliques, et un film métallique est généralement pulvérisé sur le substrat isolant, appelé sonde à film chaud.
La sonde à fil chaud doit être calibrée avant utilisation. L'étalonnage statique est effectué dans une soufflerie standard spéciale.
La relation entre le débit et la tension de sortie a été mesurée et tracée sous forme de courbe standard.
L'étalonnage dynamique est effectué dans un champ d'écoulement pulsé connu ou ajouté à la boucle de chauffage de l'anémomètre.
Le signal électrique pulsé est utilisé pour vérifier la réponse en fréquence de l'anémomètre à fil chaud. Si la réponse en fréquence n'est pas bonne, elle peut être améliorée en utilisant le circuit de compensation correspondant.
