Mikä on tuulimittarin periaate?
Tuulimittari on tuulen nopeuden mittauslaite. On monia tyyppejä. Yleisesti käytetty tuulikuppianemometri sääasemilla.
Se koostuu kolmesta parabolisesta kartiomaisesta tyhjästä kupista, jotka on kiinnitetty toisiinsa kannattimella 120 asteen kulmassa.
Koko anturiosa on asennettu pystysuuntaiselle pyörimisakselille. Tuulen vaikutuksesta tuulikuppi pyörii akselinsa ympäri tuulen nopeuteen verrannollisella nopeudella.
Tuulimittarin perusperiaate on asettaa ohut metallilanka nesteeseen ja lämmittää lankaa sähkövirralla sen nostamiseksi nesteen lämpötilan yläpuolelle. Siksi tuulimittareita kutsutaan "hotlineiksi".
Kun neste virtaa metallilangan läpi pystysuunnassa, se ottaa pois osan langasta ja alentaa sen lämpötilaa.
Pakotetun konvektion lämmönsiirron teorian mukaan voidaan päätellä, että kuumalangan lämpöhäviön Q ja nesteen nopeuden v välillä on yhteys.
Tavallinen kuumalanka-anturi sisältää kaksi kiinnikettä, jotka on kiristetty lyhyillä ohuilla langoilla. Metallilangat valmistetaan tyypillisesti 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-antureista voidaan eri käyttötarkoitusten mukaan valmistaa myös kaksois-, kolmi- ja diagonaalijohtimia, V-muotoisia, X-muotoisia jne.
Lujuuden parantamiseksi metallilangan sijasta käytetään joskus metallikalvoa, ja eristysalustalle ruiskutetaan yleensä metallikalvokerros, 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.
Sykkivää sähköistä signaalia käytetään kuumalangan tuulimittarin taajuusvasteen tarkistamiseen. Jos taajuusvaste ei ole hyvä, sitä voidaan parantaa käyttämällä vastaavia kompensointipiirejä.
