Tuulimittari on laite, joka mittaa ilman nopeutta. Sitä on monenlaisia. Yleisimmin käytetty sääasemilla on tuulikuppianemometri. Se koostuu kolmesta parabolisesta kartiomaisesta tyhjästä kupista, jotka on kiinnitetty kannakkeeseen 120 asteen kulmassa toisiinsa nähden muodostamaan anturiosan. Tyhjien kuppien koverat pinnat ovat kaikki yhdessä suunnassa. Koko induktioosa on asennettu pystysuoralle pyörivälle akselille. Tuulen vaikutuksesta tuulikuppi pyörii akselin ympäri tuulen nopeuteen verrannollisella nopeudella. Tänään esitellään kolme tuulimittaria:
1. Lämpöanemometri
Takometri, joka muuntaa virtausnopeussignaalin sähköiseksi signaaliksi ja voi myös mitata nesteen lämpötilaa tai tiheyttä. Periaatteena on, että ohut metallilanka (kutsutaan kuumaksi langaksi), jota lämmitetään sähköllä, asetetaan ilmavirtaan ja kuuman langan lämmön poistuminen ilmavirrassa on suhteessa virtausnopeuteen ja lämmön poistuminen aiheuttaa kuuman langan lämpötilan muutos aiheuttaa vastuksen muutoksen, ja virtausnopeussignaali muunnetaan sähköiseksi signaaliksi. Siinä on kaksi työtilaa: ①Jatkuva virtaus. Kuuman langan läpi kulkeva virta pysyy muuttumattomana, ja lämpötilan muuttuessa kuuman langan vastus muuttuu ja siten jännite molemmissa päissä muuttuu, mikä mittaa virtausnopeutta. ② Vakiolämpötilatyyppi. Kuuman langan lämpötila pidetään vakiona, esimerkiksi 150 asteessa, ja virtausnopeus voidaan mitata käytettävän virran mukaan. Vakiolämpötilatyyppiä käytetään laajemmin kuin vakiovirtaustyyppiä.
Kuuman langan pituus on yleensä välillä {{0}},5-2 mm, halkaisija 1-10 mikronia ja materiaali on platinaa, volframia tai platina-rodiumia. metalliseos. Jos metallilangan tilalle käytetään erittäin ohutta (paksuus alle 0,1 mikronia) metallikalvoa, kyseessä on kuumakalvotuulimittari. Kuumalanka voi olla tavallisen yksijohdintyypin lisäksi myös yhdistetty kaksijohtiminen tai kolmilankatyyppinen nopeuskomponenttien mittaamiseksi kaikkiin suuntiin. Kuuman langan sähköinen signaali vahvistetaan, kompensoidaan ja digitoidaan ja syötetään sitten tietokoneeseen, mikä voi parantaa mittaustarkkuutta, suorittaa automaattisesti tietojen jälkikäsittelyprosessin ja laajentaa nopeuden mittaustoimintoja, kuten samanaikainen välitön mittaus. arvo ja aikakeskiarvo, yhdistetty nopeus ja osanopeus, turbulenssiaste ja muut turbulenssiparametrit. Pitot-putkeen verrattuna kuumalankaisen tuulimittarin [1] etuna on pieni anturin koko, pieni häiriö virtauskenttään, nopea vaste ja se voi mitata epävakaa virtausnopeutta;
Käytettäessä lämpöantureita pyörteisessä virtauksessa, ilmavirta kaikista suunnista osuu lämpöelementtiin samanaikaisesti, mikä vaikuttaa mittaustulosten tarkkuuteen. Turbulenttisessa virtauksessa mitattaessa lämpöanemometrin virtausantureilla on yleensä korkeammat näytöt kuin roottorianturit. Yllä olevat ilmiöt voidaan havaita putkimittauksen aikana. Putken turbulenssia hallitsevasta rakenteesta riippuen sitä voi esiintyä jopa alhaisilla nopeuksilla. Siksi tuulimittarin mittausprosessi tulisi suorittaa putkilinjan suorassa osassa. Suoran osan aloituspisteen tulee olla vähintään 10×D ennen mittauspistettä (D=putken halkaisija, CM); loppupisteen tulee olla vähintään 4×D mittauspisteen takana. Nesteosassa ei saa olla esteitä (reunat, uudelleensuspensiot, esineet jne.).
2. Juoksupyörän tuulimittari
Anemometrin juoksupyörän anturin toimintaperiaate perustuu pyörimisen muuntamiseen sähköiseksi signaaliksi, ensin läheisyysinduktiopään kautta, juoksupyörän pyörimisen "laskemiseen" ja pulssisarjan generointiin, jonka jälkeen ilmaisin muuntaa sen saadakseen nopeus. arvo. Tuulimittarin halkaisijaltaan suuri anturi (60 mm, 100 mm) soveltuu pyörteisen virtauksen mittaamiseen keskisuurella ja pienellä virtausnopeudella (kuten putken ulostulossa). Anemometrin pieniläpimittainen anturi soveltuu paremmin sellaisen ilmavirran mittaamiseen, jonka putken poikkipinta-ala on yli 100 kertaa suurempi kuin anturin poikkipinta-ala.
3. Pitot-putken tuulimittari
Sen keksi ranskalainen fyysikko H. Pitot 1700-luvulla. Yksinkertaisimmassa pitot-putkessa on ohut metalliputki, jonka päässä on pieni reikä paineenohjausputkena, joka mittaa nesteen kokonaispainetta virtauspalkin suunnassa; toinen ohjausputki vedetään pääputken seinästä lähellä ohuen metalliputken etuosaa. Paina putkea ja mittaa staattinen paine. Paine-eromittari on yhdistetty kahteen paineenohjausputkeen, ja mitattu paine on dynaaminen paine. Bernoullin lauseen mukaan dynaaminen paine on verrannollinen virtausnopeuden neliöön. Siksi nesteen virtausnopeus voidaan mitata pitot-putkella. Rakenteellisen parannuksen jälkeen siitä tulee yhdistetty pitot-putki eli pitot-staattinen paineputki. Se on kaksikerroksinen putki taivutettu suorassa kulmassa. Ulkoholkki ja sisäholkki on tiivistetty, ja ulkoholkin ympärillä on useita pieniä reikiä. Aseta tämä holkki mittauksen aikana testattavan putken keskelle. Sisävaipan suutin on suunnattu virtauspalkin suuntaan ja ulkovaipan ympärillä olevan pienen reiän aukko on juuri kohtisuorassa virtauspalkin suuntaan nähden. Tällä hetkellä nesteen virtausnopeus tässä vaiheessa voidaan laskea mittaamalla paine-ero sisä- ja ulkokuoren välillä. Pitot-putkia käytetään usein mittaamaan nesteiden nopeutta putkissa ja tuulitunneleissa sekä joen nopeutta. Jos kunkin osan virtausnopeus mitataan määräysten mukaisesti, voidaan sillä mitata nesteen virtausnopeutta putkilinjassa integroinnin jälkeen. Kuitenkin, kun neste sisältää pienen määrän hiukkasia, se voi tukkia mittausreiän, joten se soveltuu vain hiukkasvapaiden nesteiden virtauksen mittaamiseen. Siksi pitot-putkea voidaan käyttää myös tuulen nopeuden ja tuulen virtauksen mittaamiseen, mikä on pitot-putken tuulimittarin periaate.
