Quel est le principe d'un anémomètre ?
Un anémomètre est un instrument utilisé pour mesurer la vitesse du vent. Il existe de nombreux types. Les anémomètres à coupelle sont couramment utilisés dans les stations météorologiques.
Il se compose de trois coupelles vides coniques paraboliques fixées les unes aux autres à 120 degrés sur le support.
L'ensemble de la partie sensible est monté sur un axe de rotation vertical. Sous l'action du vent, la coupelle 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 fil métallique mince dans un fluide et de chauffer le fil avec un courant électrique pour le rendre supérieur à la température du fluide. Pour cette raison, les anémomètres sont appelés "fils chauds".
Lorsque le fluide s'écoule à travers le fil dans une direction verticale, il enlève une partie de la chaleur du fil et réduit la température du fil.
Selon la théorie du transfert de chaleur par convection forcée, on peut en déduire qu'il existe une relation entre la perte de chaleur Q du fil chaud et la vitesse v du fluide.
Une sonde à fil chaud standard se compose de deux supports maintenus tendus par des fils fins et courts. 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 de 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 0,2 mm. Selon différents objectifs, les sondes à fil chaud peuvent également être transformées en fils doubles, fils triples, fils diagonaux, en forme de V, en forme de X, etc.
Afin d'améliorer la résistance, un film métallique est parfois utilisé à la place d'un fil métallique, et une couche de film métallique est généralement pulvérisée sur le substrat calorifuge, appelé sonde à film chaud.
La sonde à fil chaud doit être calibrée avant utilisation. Les étalonnages statiques sont effectués dans des souffleries standard spéciales.
Mesurez la relation entre le débit et la tension de sortie et tracez-la comme une 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.
