المبدأ الأساسي لجهاز قياس شدة الريح هو وضع سلك رفيع في السائل ، ويتم تسخين السلك بواسطة تيار كهربائي لجعل درجة حرارته أعلى من درجة حرارة السائل ، لذلك يُطلق على مقياس شدة الريح السلكي اسم "السلك الساخن". عندما يتدفق السائل عبر السلك في الاتجاه العمودي ، فإنه يأخذ جزءًا من حرارة السلك ، مما يتسبب في انخفاض درجة حرارة السلك. وفقًا لنظرية التبادل الحراري بالحمل القسري ، يمكن اشتقاق وجود علاقة بين الحرارة Q المشتتة بواسطة خط الحرارة والسرعة v للسائل. تتكون مجسات السلك الساخن القياسي من قوسين مشدودين بسلك قصير رفيع. تصنع الأسلاك المعدنية عادة من معادن ذات نقاط انصهار عالية وليونة جيدة مثل البلاتين والروديوم والتنغستن. يبلغ قطر السلك الشائع الاستخدام 5 ميكرومتر وطوله 2 مم ؛ أصغر مسبار يبلغ قطره 1 ميكرومتر و 0 .2 مم في الطول. وفقًا للاستخدامات المختلفة ، يتم أيضًا تصنيع مسبار السلك الساخن في سلك مزدوج ، وثلاثة أسلاك ، وسلك مائل ، وشكل V ، وشكل X وما إلى ذلك. من أجل زيادة القوة ، في بعض الأحيان يتم استخدام فيلم معدني لاستبدال السلك المعدني ، وعادة ما يتم رش فيلم معدني رفيع على ركيزة عازلة للحرارة ، والتي تسمى مسبار الفيلم الحراري. يجب معايرة مجسات السلك الساخن قبل الاستخدام. يتم إجراء المعايرة الساكنة في نفق رياح قياسي خاص ، لقياس العلاقة بين معدل التدفق والجهد الناتج ورسم منحنى قياسي ؛ يتم إجراء المعايرة الديناميكية في مجال تدفق نابض معروف ، أو إضافة في دائرة التسخين لمقياس شدة الريح. تُستخدم آخر إشارة كهربائية نابضة للتحقق من استجابة التردد لمقياس شدة السلك الساخن. إذا لم تكن استجابة التردد جيدة ، فيمكن استخدام دائرة التعويض المقابلة لتحسينها.
هيكل مقياس شدة الريح
هيكل مقياس شدة الريح
نطاق قياس سرعة التدفق من {0} إلى 1 0 0 م / ث يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أقسام: سرعة منخفضة: 0 إلى 5 م / ث ؛ سرعة متوسطة: من 5 إلى 40 م / ث ؛ سرعة عالية: 40 إلى 100 م / ث. يستخدم المسبار الحراري لمقياس شدة الريح للقياس الدقيق من 0 إلى 5m / s ؛ يعتبر المسبار الدوار لمقياس شدة الريح هو الأفضل لقياس سرعة التدفق من 5 إلى 40 م / ث ؛ ويمكن استخدام أنبوب البيتوت للحصول على أفضل قياس في نتيجة نطاق السرعة العالية. المعيار الإضافي للاختيار الصحيح لمسبار تدفق مقياس شدة الريح هو درجة الحرارة ، وعادة ما تكون درجة حرارة المستشعر الحراري لمقياس شدة الريح حوالي -70 درجة مئوية. يمكن أن يصل المسبار الدوار لمقياس شدة الريح الخاص إلى 350 درجة مئوية. تستخدم أنابيب Pitot فوق 350 درجة مئوية.
