Miten tuulimittari toimii?
Tuulimittari on tuulen nopeuden mittauslaite. Tyyppejä on monia. Yleisesti käytetty sääasema on tuulikuppianemometri.
Se koostuu kolmesta parabolisesta kartiomaisesta kupista, jotka on kiinnitetty toisiinsa 120 asteen kulmassa telineeseen.
Koko anturiosa on asennettu pystysuoralle pyörimisakselille. Tuulen vaikutuksesta tuulikuppi pyörii akselinsa ympäri tuulen nopeuteen verrannollisella nopeudella.
Tuulimittarin perusperiaate on asettaa ohut metallilanka nesteeseen ja lämmittää sitä sähkövirralla niin, että se on korkeampi kuin nesteen lämpötila. Siksi tuulimittareita kutsutaan "kuumalangoiksi".
Kun neste virtaa metallilangan läpi pystysuunnassa, se ottaa pois osan langasta ja alentaa sen lämpötilaa.
Konvektiivisen lämmönsiirron teorian mukaan voidaan päätellä, että kuumalangan lämpöhäviön Q ja nesteen nopeuden v välillä on yhteys.
Tavallinen hotline-anturi koostuu kahdesta kiinnikkeestä, jotka on kiristetty lyhyillä ohuilla langoilla. Metallilangat valmistetaan yleensä platinasta, rodiumista, volframista ja muista metalleista, joilla on korkea sulamispiste ja hyvä sitkeys.
Yleisesti käytetty langan halkaisija on 5 μm ja pituus 2 mm; Pienen anturin halkaisija on vain 1 μm ja pituus 0,2 mm. Kuumalanka-anturista voidaan käyttötarkoituksesta riippuen valmistaa myös kaksoislanka, kolmilanka, diagonaali, V-muotoinen, X-muotoinen jne.
Lujuuden parantamiseksi käytetään joskus metallilangan sijasta metallikalvoa, ja eristysalustalle ruiskutetaan yleensä ohutta metallikalvoa, jota kutsutaan kuumakalvokoettimeksi.
Kuumalanka-anturi on kalibroitava ennen käyttöä. Staattinen kalibrointi suoritetaan erityisessä vakiotuulitunnelissa.
Mittaa virtausnopeuden ja lähtöjännitteen välinen suhde ja piirrä se vakiokäyränä.
Dynaaminen kalibrointi suoritetaan tunnetussa sykkivässä virtauskentässä tai lisätään tuulimittarin lämmityspiiriin.
