Ilman lämpötilan ja ilmanpaineen vaikutus tuulimittarin kalibrointiin
Anemometrin kalibrointi suoritetaan yleensä tuulitunnelissa vallitsevassa vakiolämpötilassa ja ilmanpaineessa. Tämä kalibrointi on pohjana maston tuulen nopeuden mittaukselle ja sitä voidaan siksi käyttää myös mahdollisten tuulipuistojen arvioinnissa. Koska ympäristöparametrit voivat vaikuttaa tuulimittarin suorituskykyyn, on välttämätöntä valita tietylle paikalle sopiva tuulimittari. Lisäksi ympäristövaikutusten mittaaminen on tärkeää tarkan työpaikan arvioinnin ja tuuliturbiinin suorituskyvyn hallinnan kannalta.
Tuulimittareita on saatavilla eri tarkkuusluokissa. Uusimmassa kuvataan erilaisia vaikuttavia parametreja, joita on tutkittava tuulimittarien luokittelussa. Eri tasot vastaavat näiden vaikuttavien parametrien eri toiminta-alueita. Näitä ovat ilman lämpötila ja tiheys.
Oletetaan, että ilman lämpötilan muutokset vaikuttavat vain laakerin kitkaan. Korkeampi ilman lämpötila vähentää kitkaa ja lisää siten kierroslukua ja päinvastoin.
Muita suosituksia ilman tiheyden muutosten arvioimiseksi ei ole. Ilman tiheys on ilman lämpötilan ja ilmanpaineen funktio. Ilman tiheyden muutosten vaikutuksen tutkimiseksi voidaan vaihdella joko ilman lämpötilaa tai ilmanpainetta. Jos lämpötilamuutoksia käytetään ilman tiheyden säätämiseen kalibroinnin aikana, voi olla vaikeaa erottaa ilman lämpötilan ja tiheyden muutoksen vaikutuksia. Tarkimmat tulokset saadaan, jos molempia parametreja, ilman lämpötilaa ja ilmanpainetta, voidaan muuttaa itsenäisesti.
Tavallisissa tuulitunneleissa ilman lämpötilaa ja painetta ei yleensä voida asettaa tarkasti. Siksi näiden ympäristöolosuhteiden vaikutusta ei voida luotettavasti arvioida. Tänne suunnitellaan "Göttinger"-asetelman tutkimukseen tarkoitettu tuulitunneli, jossa tunnelikanavien ympäristön painetta ja lämpötilaa voidaan muuttaa itsenäisesti.
Kalibrointimittausmenetelmät kuppianemometreille, potkurianemometreille ja ultraäänituulettimille. Kalibroinnin tuloksena saadaan tuulimittarin osoittama tuulen nopeus eri lämpötiloissa ja/tai eri ilmanpaineissa. Kalibrointituloksia voidaan käyttää tuulianturien epävarmuuden arvioimiseen erittäin matalissa tai korkeissa lämpötiloissa ja/tai korkeissa korkeuksissa (alemmissa lämpötiloissa ja tiheyksissä). Nämä tulokset ovat olennaisia myös anemometrien luokittelussa IEC:n [1] mukaisesti.
Esitetään aikaisempi tutkimus ilman lämpötilan vaihtelun vaikutuksesta kupin tuulimittarin laakerin kitkaan. Luvussa 3 annetaan tekninen kuvaus muuttuvan ilmatiheyden omaavasta tuulitunnelista, jonka jälkeen tehdään tuulimittarin kalibrointimenettely muuttuvalle ilman lämpötilalle ja ilmanpaineelle. Epävarmuuslaskelmat esitellään luvussa 4. Lopuksi esitetään tulokset ja lopulliset johtopäätökset kahdelle erilaiselle, yleisesti käytetylle ja taajuussignaalilähtöisellä, samanmuotoisella kuppianemometrillä.
