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Wie kann man ein Schalenkreuz-Anemometer berechnen?

Begonnen von tliebl00, 19.02.2005, 09:23:02

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tliebl00

Hallo,
hat jemand eine Idee, wie man einen Windsensor mit drei Schalen berechen kann. Sensor ist vorhanden, (sieht sehr professionell aus)Typ ist unbekannt, wird so umgebaut, daß er pro Umdrehung n-Impulse bringt. Hat jemand eine Idee oder kann mir jemand helfen?
Danke
Tom

Bernhard

Hallo
du schleßt an den Sensor einen Fahrradtacho an, bei einem Impuls pro Umdrehung des Sensors und Radgröße auf 111 beim Fahrradtacho eingestellt kannst du die Windgeschwindigkeit ablesen.
wenn du die Impulse messen kannst bei 10Hz beträgt die Geschwindigkeit 40km/h
WS2000, WS2000PC, WS2500PC
TOA Blitzortung

Eric

Warum muss mann die Radgrösse auf 111 einstellen? Ist das nicht vom Durchmesser des Mittelpunktes der rotierenden Anemometerschalen abhängig?

wneudeck

Hallo,
wollte mich hier zuerst nicht einmischen, aber ich denke, dass Bernhard (dessen Beiträge ich sonst sehr schätze) auf dem Holzweg ist.
Warum ? (s. Erich)
Wenn man hier überhaupt etwas berechnen kann (warum das so schwieirg ist, werde ich später noch sagen), kann man nicht irgendeinen Wert einstellen, sondern es muss der Durchmesser des Schalenkreuzes als Grundlage genommen werden.(wie ja auch beim Tacho der Durchmesser bzw. Umfang des Rades)
Auf Grundlage des Durchmessers lässt sich errechnen (d*3.14), welchen Weg eine Halbkugel des Anemometers bei einer Umdrehung zurücklegt. Wenn das Anemometer nun z.B. gerade 5 Umdrehungen pro Sekunde macht, kann daraus der zurückgelegte Weg (Umfang * 5)und hieraus wiederum die Geschwindigkeit errechnet werden.
So weit so gut.
Was nicht berücksichtigt werden kann (zumindest für uns als Laienmathematiker):
- auch die Größe und das Gewicht der Halbkugeln beeinflusst das Messergebnis
- dazu kommt die Verfälschung bei wechselnden Windrichtungen
usw. usw.
Mit anderen Worten:
Durch Berechnung lässt sich hier nur ein Näherungswert ermitteln, der dann durch eine Vergleichsmessung mit einem geeichten Gerät bestätigt werden müsste

FrankS

Hallo,

vor Jahren habe ich mir mal eine Anemometer selbst
gebaut.Die Umdrehungen wurden mit Hilfe einer Gabellichschranke abgefragt.
Um die Umdrehungen genau zu Erfassen habe ich
die Segmentscheibe in 10 Segmente eingeteilt.
Die Impulse wurden mit dem FeuerKnopf-Eingang am JoyStick-Port abgefragt.

Ich hatte auch das Problem mit der Berechnung.
Berechnet habe ich es genauso wie Werner das erklärt
hat.Die Windgeschwindigkeit wurde dann noch grafisch als Liniendiagramm angezeigt.


http://sites.inka.de/heliscan/ws2300/anemobasic.htm

Gruß
     Frank

Bernhard

Hallo
ja ihr hattet recht, das gilt nur für den WS 2000 Sensor um den an einem Fahrradtacho zu betreiben.
Mit einem Taktgenerator die Frequenz eingespeisen und dann geschaut was der Datenlogger für einen Wert ausgibt, das waren bei
bei  1Hz 4km/h
bei 10 Hz 39km/h
bei 25 Hz 92 km/h
das heißt nach oben wird die Anzeige ungenauer.
dann beim Fahrradtacho das gleiche gemacht und dann probiert wann die Anzeige beim Tacho stimmt das war bei einer Radgröße von 111.
Gruß Bernhard
WS2000, WS2000PC, WS2500PC
TOA Blitzortung

Rosv

Hallo

Ich habe eure Berichte verfolgt. Nun würde mich interessieren welcher Umfang denn gemessen wird.
    - Umfang 1 - äußerster Umfang
    - Umfang 2 - Schalenmitte
    - Umfang 3 - am Magnet
Grüße aus Großbeeren

www.Grossbeeren-wetter.de


WMR928NX mit Solarsensor
tagaktiv belüfteter Temperatursensor

FrankS

Also,ich haben den Durchmesser 1 zur Berechnung genommen.

Gruß

Eric

Ich meine, Umfang 2 ist der Richtige, da es der mittlere Durchmesser der Windangriffsfläche ist.

Gandalf

Hallo,

ich würde mich eher auch Eric anschlissen.

Allerdings ist es nicht so einfach wie ich mir es zuerst gedacht habe. Wir stellen einmal einen Flügel des Schalenkreuzes senkrecht zum Wind. Und betrachten die Geschwindigkeitsverteilung entlang der resultierenden Fläche der Halbkugel.
Ein einzelne Flügel ist eigentlich ein Hebel. Wenn wir dieses System etwas idealisieren, können wir es als Kelle betrachten.

Betrachte wir nur eine statische Kellenscheibe im Wind.  Die grösste Kraft entsteht am grössten Durchmesser der Kelle da dort die grösste Fläche im Wind steht.  

Nun wird aber der Hebel (mit der Kellenscheibe am Ende) durch genau diese Kraft kreisförmig beweg. So sieht man, das am Anfang des Kreises der Kellenscheibe die Kraft auf den Hebel nicht so gross ist wie an dessen Ende (= Ende der Kelle/des Kreuzes). Die Kraft über der Fläche der Scheibe ist aber in deren Zentrum am grössten. Daraus folgt das der resultierende Kraftvektor im idealisierten System etwas nach aussen verschoben ist, also auch nicht Kreis Nummer 2 ist. Dieser Kreis kommt aber der Wahrheit wahrscheinlich am nächsten.

Das Problem sehe ich eher in den nicht idealen Bedingungen am Schalenkreuz. Denn je höher die Windgeschwindigkeit desdo höher ist auch die Bremswirkung der Schalenkreuzelemente die gerade gegen die Windrichtung getrieben werden. Der Widerstand wächst quadratisch zur Fläche (resultierende Flache, senkrecht zum Wind), das gibt eine nicht lineare Gleichung ...

Gruss
Thomas