So funktioniert der Windgeschwindigkeitssensor für Windbecher

So funktioniert der Windgeschwindigkeitssensor des Windbechers

Der Windbecher-Windgeschwindigkeitssensor, ein weit verbreiteter Windgeschwindigkeitssensor, wurde erstmals von Rubenson in England erfunden. Der Sensorteil besteht aus drei oder vier konischen oder halbkugelförmigen leeren Bechern. Die Hohlbecher werden auf trigonalen, sternförmigen Halterungen im 120°-Winkel zueinander oder auf kreuzförmigen Halterungen im 90°-Winkel zueinander befestigt, wobei die konkaven Oberflächen der Becher in eine Richtung ausgerichtet sind und der gesamte Querarmrahmen auf einer vertikalen Drehachse befestigt ist.

Wenn der Wind von links weht, ist Windbecher 1 parallel zur Windrichtung und der Druck des Windes auf Becher 1 ist in der Richtung, die am direktesten zur Windbecherachse verläuft, annähernd Null. Die Windschalen 2 und 3 schneiden sich mit der Windrichtung in einem Winkel von 60 Grad. Bei der Windschale 2, deren konkave Oberfläche dem Wind zugewandt ist, ist der Winddruck am größten.Die konvexe Oberfläche des Windbechers 3 ist dem Wind zugewandt und der Wind dreht sich um die Rolle des Windes, so dass der Winddruck kleiner ist als der Windbecher 2. Durch den Druckunterschied zwischen Windbecher 2 und Windbecher 3 in Richtung der Achse des Windbechers senkrecht dazu beginnt sich der Windbecher im Uhrzeigersinn zu drehenJe größer die Windgeschwindigkeit, desto größer der anfängliche Druckunterschied, desto größer die Beschleunigung und desto schneller dreht sich die Windschale.

Nachdem sich der Windbecher zu drehen beginnt, nimmt der Druck des Windes ab, wenn sich Becher 2 in Windrichtung dreht, während Becher 3 mit der gleichen Geschwindigkeit gegen den Wind rotiert, der Druck des Windes zunimmt, die Winddruckdifferenz abnimmt und nach einer gewissen Zeit (wenn die Windgeschwindigkeit unverändert bleibt) die Partialdruckdifferenz zwischen den drei Bechern Null ist und die Windbecher mit konstanter Geschwindigkeit rotieren.Anhand der Geschwindigkeit der Becher (Umdrehungen pro Sekunde) kann dann die Windgeschwindigkeit ermittelt werden.

Wenn sich der Windbecher dreht, treibt er die koaxiale Mehrzahn-Trennscheibe oder den Magnetstab zum Rotieren an und erhält über die Schaltung ein Impulssignal proportional zur Windbechergeschwindigkeit. Das Impulssignal wird vom Zähler gezählt und nach der Umwandlung kann der tatsächliche Windgeschwindigkeitswert abgeleitet werden.

Wenn die Windgeschwindigkeit zunimmt, kann der rotierende Becher die Rotationsgeschwindigkeit schnell erhöhen, um sich an die Luftströmungsgeschwindigkeit anzupassen, und wenn die Windgeschwindigkeit abnimmt, kann die Rotationsgeschwindigkeit aufgrund der Trägheit nicht sofort sinken. Das rotierende Anemometer im Windstoß zeigt an, dass die Windgeschwindigkeit im Allgemeinen auf der hohen Seite liegt, um einen zu hohen Effekt zu erzielen (der durchschnittliche Fehler beträgt etwa 10 %).