Tuulimittarin periaate ja edut
toimintaperiaate
Tuulimittarin perusperiaate on asettaa ohut metallilanka nesteeseen ja lämmittää lankaa sähkövirran läpi, jotta sen lämpötila on korkeampi kuin nesteen, joten lankatuulimittaria kutsutaan "kuumalangaksi". Kun neste virtaa langan läpi pystysuunnassa, se ottaa pois osan langan lämmöstä ja alentaa langan lämpötilaa. Pakkokonvektio-lämmönvaihdon teorian mukaan kuumalinjan menettävän lämmön Q ja nesteen nopeuden v välillä on suhde. Tavallinen kuumalanka-anturi koostuu lyhyestä, ohuesta langasta, joka on venytetty kahden kiinnikkeen väliin. Metallilanka on yleensä valmistettu platinasta, rodiumista, volframista ja muista metalleista, joilla on korkea sulamispiste ja hyvä sitkeys. Yleisesti käytetyn langan halkaisija on 5 μm ja pituus 2 mm; pienen anturin halkaisija on vain 1 μm ja pituus 0,2 mm. Eri käyttötarkoitusten mukaan kuumalanka-anturista voidaan valmistaa myös kaksoislanka, kolmoislanka, vinolanka, V-muotoinen, X-muotoinen jne. Lujuuden lisäämiseksi käytetään joskus metallilangan sijasta metallikalvoa, ja ohut metallikalvo ruiskutetaan yleensä lämpöä eristävälle alustalle, jota kutsutaan kuumakalvokoettimeksi. Kuumalanka-anturit on kalibroitava ennen käyttöä. Staattinen kalibrointi suoritetaan erityisessä standardituulitunnelissa, ja virtausnopeuden ja lähtöjännitteen välinen suhde mitataan ja piirretään vakiokäyränä; dynaaminen kalibrointi suoritetaan tunnetussa vaihtelevassa virtauskentässä tai tuulimittarin lämmityspiirissä. Tarkista kuumalangallisen tuulimittarin taajuusvaste viimeisellä sykkivällä sähkösignaalilla. Jos taajuusvaste ei ole hyvä, sitä voidaan parantaa vastaavalla kompensointipiirillä.
Virtausnopeuden mittausalue välillä {{0}} - 100m/s voidaan jakaa kolmeen osaan: alhainen nopeus: 0 - 5m/s; keskinopeus: 5 - 40 m/s; suuri nopeus: 40 - 100 m/s. Tuulimittarin lämpöanturia käytetään 0 - 5 m/s mittaamiseen; tuulimittarin pyörivä pyörän anturi on ihanteellinen virtausnopeuden mittaamiseen 5 - 40 m/s; ja pitot-putki voi saada parhaat tulokset suurella nopeudella. Lisäkriteeri tuulimittarin virtausnopeusanturin oikealle valinnalle on lämpötila. Yleensä tuulimittarin lämpöanturin lämpötila on noin plus -70C. Erityisen tuulimittarin roottorianturi voi saavuttaa 350C. Pitot-putkia käytetään yli plus 350C.
Anemometreillä on monia etuja, joista seuraavat ovat tärkeimpiä:
1. Pieni koko, vähän häiriöitä virtauskenttään;
2. Laaja käyttöalue. Sitä voidaan käyttää paitsi kaasulle myös nesteille, ja sitä voidaan käyttää aliääni-, transonic- ja yliäänivirtauksessa;
3. Korkea mittaustarkkuus ja hyvä toistettavuus. Kuumalanka-anemometrin haittana on, että anturi häiritsee virtauskenttää ja kuuma lanka on helppo rikkoa.
4. Keskinopeuden mittaamisen lisäksi se voi mitata myös pulsaatioarvon ja turbulenssin; Yksisuuntaisen liikkeen mittaamisen lisäksi se voi myös mitata nopeuskomponentteja useisiin suuntiin samanaikaisesti.
