月: 2023年7月

Was ist eine Crimpmaschine?

Eine Crimpmaschine ist ein Werkzeug, das zum Verbinden von Metallklemmen und Drähten verwendet wird.

Unter Crimpen versteht man das elektrische Verbinden von Drähten und Crimpkontakten durch Quetschen mit einem speziellen Crimpwerkzeug. Die Crimpmaschinen sind mit einem speziellen Pressstempel ausgestattet, der oben und unten an die Größe und Breite des Drahts und des Crimpkontakts angepasst ist und sie durch Zusammendrücken verpresst.

Der Crimpteil der Crimpmaschinen sieht aus wie eine Zange und ist so konstruiert, dass er bei Krafteinwirkung eine plastische Verformung auf der Seite des Crimpkontakts erzeugt, wodurch sich der Kontakt in den Draht verbeißt und ihn verbindet.

Crimpmaschinen gibt es in manueller und elektrischer Ausführung und können für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden. Der elektrische Typ wird vor allem bei dickeren Drähten verwendet. Der Grund dafür ist, dass die Größe des Crimpkontakts proportional mit der Größe des Drahts zunimmt, so dass sich der Kontakt beim Crimpen nur schwer plastisch verformen lässt und daher eine größere Kraft zum Crimpen des Kontakts erforderlich ist, was mit menschlicher Kraft möglicherweise nicht möglich ist.

Anwendungen von Crimpmaschinen

Crimpmaschinen werden zum Crimpen von Drähten an verschiedenen Stellen eingesetzt.

Beispiele hierfür sind Kraftfahrzeuge und Haushaltsgeräte. Um die Nutzung verschiedener Funktionen zu ermöglichen, werden in diesen Produkten viele Drähte verdrahtet und jeder Draht und jeder Crimpkontakt wird paarweise in den Steckverbinder eingeführt, der die Verbindung zwischen den Drähten darstellt. Durch die Verwendung einer Crimpmaschine, um diese Drähte und Kontakte zu crimpen, kann eine sehr zuverlässige elektrische Verbindung erreicht werden.

Das spezifische Verfahren zum Crimpen besteht darin, die Drahtfolie abzuisolieren, um den inneren Kerndraht freizulegen, und den Draht auf den Crimpkontakt zu legen. Die Drähte werden dann von oben und unten mit einem speziellen, auf der Crimpmaschine montierten Stempel geklemmt und es wird Kraft ausgeübt, um eine plastische Verformung der Kontakte zu bewirken und sie miteinander zu verbinden.

Das Crimpen wird auch für Teile verwendet, die hitze- oder chemikalienempfindlich sind. Neben dem Crimpen können Drähte auch durch Löten elektrisch verbunden werden, doch erfordert das Löten eine Wärmezufuhr, was das Löten in manchen Fällen schwierig macht. Im Gegensatz dazu erfordert das Crimpen weder Hitze noch Chemikalien und wird daher für viele Drähte verwendet, da es schnell ist und eine zuverlässige elektrische Verbindung herstellt.

Funktionsweise der Crimpmaschinen

Crimpmaschine sind Werkzeuge, die eine Kraft ausüben und den Draht und denn Crimpkontakt mit einem speziellen Presswerkzeug quetschen, um die beiden zu verbinden.

Es gibt manuelle und elektrische Crimpmaschinen, deren Prinzip und Merkmale hier vorgestellt werden.

1. Manuelle Crimpmaschinen

Sie haben die Form einer Zange und werden von einer Person gecrimpt, die sie in der Hand hält. Der Draht und der Crimpkontakt werden eingestellt und die Crimpung wird durch Quetschen des Drahtes zwischen den beiden hergestellt.

Der Vorteil besteht darin, dass das Crimpen von Hand in jedem Arbeitsbereich leicht durchgeführt werden kann und eine äußerst zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung ermöglicht.

Der Nachteil ist, dass die Belastung, die während des Vorgangs aufgebracht werden kann, begrenzt ist, da der Vorgang von Hand ausgeführt wird. Daher kann es insbesondere bei dicken Drähten vorkommen, dass das Crimpen nicht erfolgreich ist, weil die Kraft, die auf den verformten Crimpkontakt ausgeübt wird, wenn eine Last aufgebracht wird, dazu führt, dass er in seine ursprüngliche Position zurückkehrt.

2. Elektrische Crimpmaschinen

Das Crimpen erfolgt auf die gleiche Weise wie bei manuellen Crimpmaschinen, jedoch wird der Crimpvorgang elektrisch durchgeführt.

Der Vorteil der elektrischen Crimpmaschine ist, dass sie auch dicke Drähte crimpen kann. Je dicker der Draht ist, desto größer ist der gecrimpte Kontakt im Verhältnis, so dass eine große Kraft erforderlich ist, um eine plastische Verformung des Kontakts zu erzeugen. Mit elektrischen Crimpmaschinen lässt sich die aufgebrachte Kraft jedoch gut kontrollieren, so dass auch dicke Drähte verbunden werden können.

Elektrische Crimpmaschinen werden vor allem für Leitungen in Bereichen eingesetzt, in denen große Ströme fließen, da aufgrund der Hitzebeständigkeit sehr dicke Drähte verwendet werden.

Der Nachteil ist, dass sie nicht überall leicht installiert werden können. Da sie elektrisch betrieben werden, sind Batterien und eine Stromversorgung erforderlich, was den Einsatz im Freien erschwert. Außerdem sind sie schwer und lassen sich nur schwer miniaturisieren, und der Preis für das Hauptgerät ist hoch.

Was ist eine Thermoschock-Prüfkammer?

Eine Thermoschock-Prüfkammer ist ein Prüfgerät, das zur Durchführung von Kälte-/Wärmeschocktests an elektrischen Geräten verwendet wird, hauptsächlich um zu bewerten, wie gut das Produkt Temperaturänderungen in seiner Betriebsumgebung widersteht.

Bei der Kälte-/Wärmeschockprüfung wird das zu prüfende Produkt wiederholt für kurze Zeit abwechselnd hohen und niedrigen Temperaturen ausgesetzt, um die Auswirkungen der Temperaturänderungen auf das Produkt zu beobachten und festzustellen, ob es Probleme gibt. Diese Prüfung wird häufig an Produkten der Automobilelektronik durchgeführt, hauptsächlich für die Steuerung der Bewegung von Antriebsmotoren in Auto-Audio- und Navigationssystemen, Hybrid- und Elektroautos.

Anwendungen von Thermoschock-Prüfkammern

Thermoschock-Prüfkammern werden hauptsächlich bei der Bewertung elektronischer Produkte eingesetzt, um deren Zuverlässigkeit zu überprüfen. Bei den Bauteilen elektronischer Geräte wird die Umweltbeständigkeit von Lötteilen und Kunststoffteilen verschiedener Steckverbinder bewertet.

Darüber hinaus werden Thermoschock-Prüfkammern für die folgenden Haltbarkeitsbewertungen und Fehlerreproduktionsprüfungen eingesetzt:

• Reproduktionsprüfung von Rissen und Lötrissen in gelöteten Teilen
• Bestätigung der Haltbarkeitsbewertung aufgrund von Änderungen des Lötmaterials
• Bestätigung der Haltbarkeit von Kunststoffsteckern aufgrund von Temperaturänderungen
• Prüfung der Haltbarkeit von Klebematerialien gegen Rissbildung, Abblättern und Ablösen des Beschichtungsfilms
• Prüfung der Beständigkeit von Harzformteilen wie Steckverbindern gegen thermische Verformung und Rissbildung
• Prüfung, ob Defekte aufgrund von Unterschieden in den Wärmeausdehnungskoeffizienten verschiedener Materialien, die Harz und Metall kombinieren, auftreten
• Überprüfung der Qualität von Bauteilen elektronischer Geräte und Screening-Tests

Funktionsweise der Thermoschock-Prüfkammern

Der Aufbau einer Thermoschock-Prüfkammer ist in der Regel dreischichtig mit einer Hochtemperaturkammer auf der Oberseite des Prüfbereichs, die als Prüfkammer dient, und einer Tieftemperaturkammer auf der Unterseite. Zwischen dem Prüfraum und der Hochtemperaturkammer, zwischen der Prüfkammer und der Niedertemperaturkammer sowie zwischen der Prüfkammer und der Außenseite des Geräts befinden sich Trennwände, die als Klappen bezeichnet werden und sich öffnen und schließen lassen.

Wenn der Prüfraum aufgeheizt wird, wird die Klappe in der Warmkammer geöffnet und die Klappe in der Kaltkammer geschlossen. In diesem Zustand wird Luft aus der Warmkammer in den Prüfbereich geblasen, was eine schnelle Erwärmung des Prüfbereichs ermöglicht. Bei sofortiger Abkühlung wird die Klappe in der Warmkammer geschlossen und die Klappe in der Kaltkammer geöffnet, sodass Luft aus der Kaltkammer in die Prüfkammer geblasen wird.

Wenn der Prüfbereich auf Raumtemperatur gebracht wird, werden die Klappen in der Warm- und der Kaltkammer geschlossen und die Klappe zwischen der Prüfkammer und der Außenluft geöffnet. Für die Prüfung von elektronischen Bauteilen ist es auch möglich, die Prüfungen unter Spannung durchzuführen.

Der Temperaturbereich, der in Thermoschock-Prüfkammern eingestellt werden kann, liegt bei etwa -70 °C bis 200 °C. In den letzten Jahren sind die Qualitätsanforderungen an elektronische Bauteile gestiegen, und einige Prüfgeräte sind für Temperaturen bis zu 300 °C geeignet.

Arten der Temperaturschockprüfung

Es gibt zwei Arten von Temperaturschocktests: Zwei-Zonen- und Drei-Zonen-Tests. Zwei-Zonen-Tests werden unter hohen und niedrigen Temperaturbedingungen durchgeführt, während Drei-Zonen-Tests hohe und niedrige Temperaturen mit Umgebungstemperaturbedingungen kombinieren.

Normale Temperaturbedingungen werden dadurch geschaffen, dass Luft von außerhalb des Prüfgeräts in die Prüfkammer strömt.

Weitere Informationen zu Thermoschock-Prüfkammern

Notwendigkeit von Thermoschock-Kaltprüfungen

Die in Produkten verwendeten Materialien dehnen sich infolge von Temperaturschwankungen aus und ziehen sich zusammen. Teile, die aus verschiedenen Materialien bestehen, werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften Spannungen ausgesetzt. Wiederholt kann dies zu innerer Ermüdung, Rissbildung und Bruch führen, was zu Brüchen mit geringerer Festigkeit als erwartet, zum Aufbrechen von Verbindungen, zum Lösen von Schrauben und zum Abblättern von Oberflächenbeschichtungen führt.

Daher ist es wichtig, zusammen mit der Höhe der aufgebrachten Last chronologisch zu prüfen, wo Ausdehnung und Kontraktion auftreten und „wo die Last aufgebracht wird, die zum Versagen führt“. Kälte- und Temperaturschocktests werden zur Bewertung der Leistung und Zuverlässigkeit von Produkten eingesetzt.

Insbesondere Leistungshalbleiterkomponenten, die zur Steuerung von Motoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen verwendet werden, sind großen Mengen an Strom in einer sich schnell verändernden Umgebung ausgesetzt. Kälte- und Temperaturschocktests sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass diese elektronischen Bauteile auf dem Markt nicht ausfallen.

Was ist ein Medienkonverter?

Medienkonverter sind Geräte, die elektrische Signale in optische Signale und optische Signale in elektrische Signale umwandeln.

Bei der Kommunikation mit Metallkabeln, wie z. B. LAN-Kabeln, werden Potenzialunterschiede als elektrische Signale übertragen, aber je länger die Übertragungsstrecke ist, desto mehr werden die elektrischen Signale gedämpft und desto wahrscheinlicher ist es, dass Kommunikationsfehler aufgrund der Auswirkungen des elektromagnetischen Rauschens innerhalb und außerhalb des Kabels auftreten.

Bei der Kommunikation mit Lichtwellenleitern werden Lichtblitze als Signale übertragen. Da die Lichtsignale in Glasfasern eine geringe Dämpfung aufweisen und nicht durch elektromagnetische Wellen beeinträchtigt werden, kann eine stabile Kommunikation über große Entfernungen erreicht werden, indem eine lange Glasfaser zwischen zwei Metallkabel eingefügt wird.

In diesem Fall verbindet ein Medienkonverter das Metallkabel und die optische Faser.

Anwendungen von Medienkonvertern

Medienkonverter werden an den verschiedensten Stellen eingesetzt, z. B. an den Übergängen von den Glasfaserleitungen in Wohn- und Bürogebäuden zu den jeweiligen LAN-Systemen und an den Verbindungen zwischen WiFi-Kommunikationseinrichtungen und Glasfaserleitungen, die es überall im Land gibt.

Da Computer und ihre Peripheriegeräte, Produktionsanlagen und Haushaltsgeräte alle über Netzwerke miteinander verbunden sind, werden überall Datenkommunikationseinrichtungen benötigt. Und da Glasfasern Vorteile wie geringe Dämpfung, Störfestigkeit, geringes Gewicht und Korrosions- und Rostbeständigkeit aufweisen, werden Glasfaserkommunikationsnetze im ganzen Land eingesetzt.

Die an das Netz angeschlossenen Geräte arbeiten mit elektrischen Signalen. Optische Signale, die über Glasfasern übertragen werden, können nicht als solche verwendet werden. Um sie als Signale zu nutzen, ist ein Medienkonverter erforderlich.

Funktionsweise von Medienkonvertern

1. EO-Konvertierung

Die Umwandlung eines elektrischen Signals in ein optisches Signal wird als „EO-Konvertierung“ bezeichnet, und ein Halbleiterlaser wird als Lichtquelle für das optische Signal verwendet. Es gibt zwei Arten der Modulation von Laserlicht: Die direkte Modulation, bei der das elektrische Signal direkt als Treiberstrom in den Halbleiterlaser eingespeist wird, und die externe Modulation, bei der der Halbleiterlaser selbst kontinuierlich angesteuert wird und sein Licht durch einen Modulator moduliert wird.

Die direkte Modulation hat den Vorteil, dass sie kompakt ist und der Modulationsschaltkreis leicht konfiguriert werden kann, hat aber den Nachteil, dass die Wellenform aufgrund der Oszillationsverzögerung des Halbleiterlasers beeinträchtigt werden kann, da er direkt angesteuert wird. Die externe Modulation wird daher für Fernkommunikationsanwendungen verwendet.

2. OE-Konvertierung

Die Umwandlung optischer Signale in elektrische Signale wird als „OE-Konvertierung“ bezeichnet, bei der das optische Eingangssignal durch eine Photodiode in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Eine Fotodiode ist ein Halbleiterelement, das auch als optischer Sensor bezeichnet wird, und besteht aus einer PN-Kopplung. Wenn die P-Seite der Fotodiode mit der negativen Seite der Stromversorgung und die N-Seite mit der positiven Seite verbunden ist, fließt aufgrund der umgekehrten Verbindung kein Strom, und es entsteht ein Bereich um die Oberfläche des PN-Übergangs, der Verarmungsschicht genannt wird.

Wenn Licht auf diese Verarmungsschicht trifft, werden Elektronen und Löcher erzeugt, wobei die Elektronen zur N-Elektrode und die Löcher zur P-Elektrode wandern, so dass Strom von der P- zur N-Seite fließen kann. Nach diesem Prinzip, bei dem nur bei Lichteinfall ein elektrischer Strom fließt, wird das optische Wandlersignal in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Weitere Informationen zu Medienkonvertern

Schaltungsmuster von Medienkonvertern

Um die Eigenschaften von Medienkonvertern nutzen zu können, müssen Schaltungsmuster und Montageanordnung berücksichtigt werden, wobei die folgenden beiden Punkte besonders zu beachten sind:

1. Impedanzanpassung
Die Impedanzanpassung muss bei Modulationen der Gbps-Klasse und bei einer Schaltungslänge im Millimeterbereich berücksichtigt werden. Insbesondere muss die Impedanzanpassung zwischen dem Halbleiterlaser und dem Lasertreiber berücksichtigt werden.

Wenn die Impedanzanpassung nicht gut durchgeführt wird, kommt es zu Reflexionen und Ringing, was zu einer Verschlechterung der Modulationswellenform führt. Es ist oft notwendig, die Eigenschaften bei der Implementierung parallel zur Simulation während des Entwurfs zu überprüfen.

2. Konfiguration des Fotodetektors und der ersten Verstärkerstufe
Zwischen dem Fotosensor und dem Verstärker der ersten Stufe fließt ein sehr schwaches Signal. Es ist wichtig, dieses Rauschen so weit wie möglich zu unterdrücken, um die angegebene Mindest-Lichtempfindlichkeit zu gewährleisten.

Da die Lichtempfindlichkeit je nach Aufbau und Anordnung der Schaltung variiert, ist es oft notwendig, die Eigenschaften bei der Montage sowie die Impedanzanpassung zu überprüfen.

Was ist ein niederohmiges Wiederstandsmessgerät?

Ein niederohmiges Wiederstandsmessgerät ist ein Gerät, das winzige Widerstände in der Einheit Milliohm messen kann, die kleiner als ein Ohm sind.

Allgemeine Widerstandsmessgeräte werden durch den Übergangswiderstand zwischen dem Messgerät und dem Widerstand sowie den Leitungswiderstand der Messleitungen beeinflusst, sodass sie Widerstände von weniger als 1 Ohm nicht mit hoher Genauigkeit messen können. Niederohmige Messgeräte hingegen werden weniger durch den Kontaktwiderstand und den Leitungswiderstand beeinflusst und können Widerstände von weniger als 1 Ohm mit hoher Genauigkeit messen.

Anwendungen von niederohmigen Wiederstandsmessgeräten

Niederohmige Wiederstandsmessgeräte werden zur Messung des Widerstands verschiedener Proben verwendet. Sie werden insbesondere zur Messung des Wicklungswiderstands in Motoren, Magneten und Drosselspulen, des Kontaktwiderstands in Kabelbäumen, Steckern und Schaltkontakten sowie des Verdrahtungswiderstands auf Leiterplatten verwendet.

Niederohmige Messgeräte sollten auch bei der Messung des Widerstands von Stromsicherungen und Nebenschlusswiderständen sowie des Gleichstromwiderstands von Leitgummi eingesetzt werden.

Funktionsweise der niederohmiger Wiederstandsmessgeräte

Allgemeine Widerstandsmessgeräte messen den Widerstand nach der Zweiklemmenmethode, während niederohmige Wiederstandsmessgeräte den Widerstand nach der Vierklemmenmethode messen.

1. Zwei-Klemmen-Methode

Bei der Zwei-Klemmen-Methode wird eine gemeinsame Leitung für die Stromquelle und eine gemeinsame Leitung für das Voltmeter verwendet. Der Strom von der Stromquelle fließt bei der Widerstandsmessung auch durch die Leitungen des Spannungsmessers, was zu einem Spannungsabfall in den Leitungen und im Kontaktwiderstand führt, was einen Messfehler bei der Widerstandsmessung zur Folge hat.

2. Vier-Klemmen-Methode

Bei der Vier-Klemmen-Methode werden die Stromquelle und die Spannungsmessleitungen unabhängig voneinander verwendet. In den Spannungsmessleitungen fließt kein Strom, sodass kein Spannungsabfall in den Leitungen und kein Spannungsabfall im Übergangswiderstand auftritt, was zu hochgenauen Widerstandsmessungen führt.

Weitere Informationen zu niederohmigen Wiederstandsmessgeräten

1. Einstellung des Widerstandsbereichs

Stellen Sie den Widerstandsbereich des niederohmigen Wiederstandsmessgerätes entsprechend dem Widerstandswert ein. Es gibt zwei Methoden zur Einstellung des Widerstandsbereichs: den manuellen Modus und den automatischen Modus. Verwenden Sie den manuellen Modus, wenn Sie den Widerstandsbereich willkürlich einstellen möchten, oder wählen Sie den automatischen Modus, wenn Sie den Widerstandsbereich automatisch einstellen möchten.

Wenn Sie den Automatikmodus wählen, haben Sie den Vorteil, dass Sie die Einstellung des Widerstandsbereichs nicht selbst ändern müssen. Bei drahtgewickelten Widerständen wie Motoren, Solenoiden und Drosselspulen ist der Messwert im automatischen Bereich jedoch möglicherweise nicht stabil. In solchen Fällen empfiehlt es sich, den Widerstandsbereich manuell einzustellen und dann den Widerstandswert zu messen.

2. Einstellung des Messstrombereichs

Wenn Sie den Messstrom so weit wie möglich erhöhen, erhöht sich die Spannung an beiden Enden des Widerstands, wodurch sich die Messgenauigkeit verbessert. Die Erhöhung des Messstroms erhöht jedoch die Stromaufnahme des Widerstands und führt zur Erwärmung des Widerstands.

Wenn sich der Widerstand erwärmt, kann es zu Problemen kommen, z. B. zum Bruch des Widerstands, zur Änderung des Widerstandswerts, zur Magnetisierung des Widerstands usw. Diese Probleme können es unmöglich machen, den Widerstandswert korrekt zu messen. Umgekehrt wird bei einer Verringerung des Messstroms die Spannung an beiden Enden des Widerstands kleiner, wodurch er während der Messung leichter von externen Störungen beeinflusst werden kann und der Messwert weniger stabil ist.

3. Einstellung der Messgeschwindigkeit

Wenn Sie die Messgeschwindigkeit so langsam wie möglich einstellen, verbessert sich die Messgenauigkeit und der Einfluss von Fremdgeräuschen wird verringert. Schnellere Messgeschwindigkeiten verkürzen die Messzeit, sind aber anfälliger für Fremdgeräusche und erschweren die Stabilisierung des Messwerts.

4. Reduzierung von Fremdgeräuschen

Wenn die Widerstandsmessung durch Fremdgeräusche beeinflusst wird, ist der Messwert nicht stabil und eine korrekte Messung nicht möglich. Minimieren Sie den Einfluss von Fremdgeräuschen, indem Sie die Zuleitungsdrähte ausreichend abschirmen oder die Zuleitungsdrähte verdrillen.

Was ist ein Anemometer?

Ein Anemometer ist ein Sensor, der die Geschwindigkeit misst, mit der Luft oder andere Gase strömen.

Es gibt viele Sensormethoden und -typen, und der geeignete Sensor muss je nach Einsatzort und -zweck ausgewählt werden. Obwohl sie auch zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen in Rohren verwendet werden können, werden Anemometer häufig zur Messung der Luftgeschwindigkeit in einem geschlossenen Raum mit fester Strömungsrichtung, z. B. in Rohrleitungen, eingesetzt, aus der sie durch Berechnung umgerechnet werden.

Dies liegt daran, dass bei der Messung von Flüssigkeiten in Rohrleitungen die Durchflussmenge oft wichtiger ist als die Geschwindigkeit. In vielen Fällen wird die Windgeschwindigkeit auch durch Messung des Drucks berechnet.

Anwendungen von Anemometern

Anemometer werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, unter anderem in der Industrie, bei Sportwettkämpfen und in der Wetterbeobachtung. Spezifische Anwendungen sind die folgenden:

1. In Innenräumen

• Wartung und Inspektion von Klimageräten
• Überprüfung der Wirksamkeit der Rauchabscheidung
• Messung der Luftgeschwindigkeit von Ventilatoren
• Messung der Abluft von Klimageräten
• Messung der Konvektionsströme in Innenräumen
• Untersuchungen der Luftqualität in Reinräumen
• Untersuchungen der Innenraumluft an Produktionsstandorten

2. Im Außenbereich

• Sicherheits- und Windgeschwindigkeitskontrolle im Freien und in großen Höhen
• Befestigung am Kran oder im Freien für Messungen
• Wetterbeobachtung
• Bestätigung der Flugbedingungen der Drohne

Funktionsweise des Anemometers

Es gibt verschiedene Arten von Anemometern, von denen jeder ein anderes Prinzip zur Messung der Windgeschwindigkeit hat.

1. Windschalenanemometer

Der Windbecher, der die Form eines Bechers hat, dreht sich unter Ausnutzung der Tatsache, dass die durch den Winddruck auf die Vorder- und Rückseite verursachte Kraft je nach Windstärke unterschiedlich ist. Diese Art von Sensor misst die Windgeschwindigkeit, indem er die Anzahl der Umdrehungen misst. Aufgrund der Drehbewegung reagiert er nur langsam auf Änderungen der Windgeschwindigkeit und eignet sich nicht für Messungen im Bereich niedriger Windgeschwindigkeiten.

2. Ultraschall-Anemometer

Werden für Außenanwendungen verwendet. Die Sensoren, bei denen es sich um Ultraschall-Sender/Empfänger handelt, die in mehreren Richtungen installiert werden, nutzen den Doppler-Effekt, bei dem sich das Timing von Senden und Empfangen mit dem Wind ändert, um eine gleichzeitige Messung von Windgeschwindigkeit und -richtung zu ermöglichen. Es hat keine beweglichen Teile und ist daher sehr langlebig.

3. Anemometer für die Windrichtung

Wie beim Windschalenanemometer wird die Windgeschwindigkeit anhand der Umdrehungen des Propellers gemessen, während das vertikale Heck gleichzeitig als Wetterfahne dient und die gesamte Einheit sich automatisch entsprechend der Windrichtung dreht. Dieser Sensortyp kann auch die Windrichtung aus der Richtung des Seitenleitwerks messen.

4. Hitzedraht-Anemometer

Dieser Typ wird häufig für Anwendungen in Innenräumen verwendet. An der Spitze des Sensors ist ein Widerstandselement angebracht, dessen Widerstand sich bei Wärme ändert. Wenn der Sensor dem Wind ausgesetzt ist, sinkt die Temperatur des heißen Drahtes, während der Sensor abkühlt. Je schneller die Strömung, desto schneller die Abkühlung, sodass der Widerstandswert Windgeschwindigkeit anhand des Verhältnisses zwischen dieser Strömungsgeschwindigkeit und der Menge der Abkühlungswärme gemessen wird.

Diese Beziehung ist als KING’sche Beziehungsformel bekannt. Eine genaue Messung ist im Freien nicht möglich, da sich die Temperatur aufgrund der Sonneneinstrahlung und anderer Faktoren ändert. Aufgrund seines einfachen Aufbaus ist es ein kompaktes Messinstrument. Gleichzeitig können auch andere Merkmale wie die Windtemperatur und die Luftfeuchtigkeit gemessen werden.

5. Pitotrohr-Anemometer

Wird häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt. Pitotrohr-Anemometer haben kleine Löcher an der Vorderseite und an der Seite des Windstroms und messen den Druckunterschied zwischen ihnen, um die Windgeschwindigkeit auf der Grundlage des Satzes von Bernoulli zu bestimmen. Genaue Geschwindigkeiten können nur ermittelt werden, wenn sie senkrecht zur Luftströmung ausgerichtet sind, aber sie sind aufgrund ihres einfachen Prinzips oft kostengünstig.

6. Flügelrad-Anemometer

Flügelrad-Anemometer berechnen die Geschwindigkeit durch Messung der Anzahl der Umdrehungen eines Flügels (Laufrad), der von der Flüssigkeit in Rotation versetzt wird. Sie beruhen auf dem Prinzip, dass die Anzahl der Umdrehungen proportional zur Geschwindigkeit ist. Die Drehzahl ist weitgehend unabhängig von der Dichte, dem Druck und der Temperatur des Fluids.

Die Anzahl der Schaufelumdrehungen wird mit Hilfe eines Näherungsschalters oder eines Optokopplers gezählt. Im Vergleich zum Hitzedraht-Anemometer werden diese Sensoren nicht durch Wärme beeinträchtigt und können daher im Freien eingesetzt werden, sind aber im Schwachwindbereich weniger genau und haben eine langsamere Ansprechzeit, sodass sie für Anwendungen, bei denen sich die Windgeschwindigkeit in kleinen Schritten ändert, nicht geeignet sind.

Auswahl eines geeigneten Anemometers

Bei der Auswahl eines Anemometers ist zunächst zu entscheiden, ob er im Freien oder in Innenräumen eingesetzt werden soll. Denn die Wahl des Anemometers hängt stark von der jeweiligen Anwendung ab.

Das geeignete Anemometer hängt auch davon ab, ob der Windsensor stationär oder mobil eingesetzt werden soll. Natürlich gibt es Ausnahmen, sodass dies nur als Anhaltspunkt dienen sollte.

Nachdem die Art des Anemometers entsprechend der Anwendung bestimmt wurde, besteht der letzte Schritt darin, die Spezifikationen des Anemometersensors festzulegen. Bei Hitzdrahtanemometern beispielsweise variieren der Messbereich der Windgeschwindigkeit, die Betriebstemperatur, die Messgenauigkeit und die Ansprechgeschwindigkeit je nach Sonde.

Was ist ein Anemometer?

Ein Anemometer ist ein Messinstrument, das sowohl die Funktion eines Windmessers als auch eines Anemometers hat.

Es kann gleichzeitig die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung messen und wird zur Beobachtung der Windverhältnisse eingesetzt. Es gibt viele Arten von Anemometern, die drei Haupttypen sind Windbecher, Windmühle und Ultraschall. Die Windrichtung hat 36 Richtungen, wobei die durchschnittliche Richtung über einen Zeitraum von 10 Minuten oder 2 Minuten als Windrichtung angegeben wird.

Die Windgeschwindigkeit ist die von der Luft pro Zeiteinheit zurückgelegte Strecke und wird ebenfalls als Durchschnittswert der Windgeschwindigkeit über einen Zeitraum von 10 Minuten oder 2 Minuten angezeigt, wobei die Einheit Knoten verwendet wird. Es gibt sie in einer Vielzahl von Anwendungen, von großen, hochpräzisen Instrumenten bis hin zu kleinen, tragbaren Geräten.

Anwendungen von Anemometern

Bei großen, hochpräzisen Beobachtungsanwendungen sind Windanemometer sehr wichtige Indikatoren für die Wettervorhersage, da sie zur Bestimmung der atmosphärischen Bewegung durch Beobachtung der Windverhältnisse verwendet werden können.

Indem man die Bewegung der Wolken und die Stärke des Windes in Abhängigkeit vom Standort der Windbeobachtung versteht, ist es möglich, Katastrophen und das Wetter vorherzusagen, und diese Informationen sind nützlich, um die Ausbreitung von Schäden zu verhindern, indem Warnungen und Hinweise für starke Winde und Stürme, Taifune und Wellen sowie andere bekannte Informationen wie tägliche Wettervorhersagen und Pollenvorhersagen herausgegeben werden.

Da Windinformationen für den sicheren Betrieb von Schiffen und Flugzeugen unerlässlich sind, werden Anemometer auf Flughäfen und in Küstengebieten installiert, um die Winddaten ständig in Echtzeit zu überwachen.

Kleine, tragbare Anemometer werden für die Beobachtung der Windverhältnisse in Innenräumen eingesetzt. Sie werden insbesondere bei Inspektions- und Wartungsarbeiten an Geräten wie Klimaanlagen und Lüftungskanälen sowie bei der Untersuchung der Luftzirkulation in Reinräumen eingesetzt.

Funktionsweise von Anemometern

1. Windschalenanemometer

Das Anemometer besteht aus einer halbkugelförmigen oder konischen Schale, die in drei bis vier Richtungen um eine rotierende Welle angebracht ist. Die Windgeschwindigkeit wird durch Messung der Geschwindigkeit, mit der sich die Schalen mit dem Wind drehen, gemessen.

2. Anemometer vom Typ Windturbine

Es besteht aus einem Körperteil und einem Propellerteil und misst die Windgeschwindigkeit, indem es die Geschwindigkeit misst, mit der sich der am Ende des Körpers angebrachte Propeller als Reaktion auf den Wind dreht. Es kann die Windrichtung messen, indem es sich aufgrund der Stromlinienform des Körpers in die Richtung des Windes bewegt.

3. Ultraschallanemometer

Ultraschallanemometer werden mit einem Paar von Schallwellenempfängern und -sendern verwendet. Die Sendegeschwindigkeit der Ultraschallwellen ist konstant, aber die Geschwindigkeit, mit der sie ausgesendet werden, ändert sich unter dem Einfluss des Windes. Hier wird die Windgeschwindigkeit anhand des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen den in die Luft gesendeten und den empfangenen Schallwellen gemessen.

Weitere Informationen zu Anemometern

Standort von Anemometern

1. Beobachtungsort
Anemometer werden im Allgemeinen in flachen, offenen Gebieten installiert, da sie leicht vom Wind beeinflusst werden. Der Abstand zu Hindernissen wie Gebäuden und Bäumen sollte mindestens das Zehnfache der Höhe des Hindernisses betragen.

Wind, der von Gebäudekanten oder unebenen Klippen herüberweht, kann die Windmessungen erheblich beeinträchtigen. Es ist üblich, dass Anemometer mit Hilfe von Stahltürmen auf dem Dach eines Gebäudes installiert werden. Es ist jedoch ratsam, einen Standort zu wählen, der weniger durch den wehenden Wind, Dachkonstruktionen wie Kühltürme und Windturbulenzen aufgrund der Größe und Höhe des Gebäudes beeinträchtigt wird.

Auch bei der Auswahl eines Beobachtungsstandorts für ein Anemometer ist es wichtig, einen Standort zu wählen, der frei von Windturbulenzen ist. Windturbulenzen können durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, unter anderem durch die Größe und Höhe von Gebäuden in der Nähe.

2. Aufstellungsort
Anemometer sollten auf einem Turm oder Pfosten so installiert werden, dass die Unterseite des Instrumententrägers horizontal ist. Dadurch wird sichergestellt, dass genaue Messwerte erzielt werden. Wenn das Anemometer nicht waagerecht steht, drehen sich die Schalen nicht gleichmäßig und die Messwerte sind ungenau.

Um festzustellen, ob das Anemometer waagerecht ist, verwenden Sie eine Wasserwaage. Mit einer Wasserwaage können Sie überprüfen. Wenn das Anemometer nicht waagerecht ist, drehen sich die Schalen nicht gleichmäßig und die Messwerte sind ungenau.

3. Höhe
Die Höhe des Anemometers sollte unter Berücksichtigung von zwei Punkten festgelegt werden.

Erstens sollte die Höhe des Anemometers so gewählt werden, dass es nicht durch Vegetation oder andere Strukturen behindert wird, und zweitens sollte es nicht durch Temperaturgradienten in der Nähe der Bodenoberfläche beeinflusst werden. Die ideale Höhe für ein Anemometer ist 3 m (10 Fuß). Wenn Sie einen bestimmten Zweck verfolgen, z. B. die Beobachtung der Windgeschwindigkeit auf einer Brücke oder am Ausgang eines Tunnels, um den sicheren Betrieb von Fahrzeugen und Zügen zu gewährleisten, sollten Sie den Standort und die Höhe des Geräts entsprechend auswählen.