Mikä on tuulimittarin periaate?
Tuulimittari on tuulen nopeuden mittauslaite. On monia tyyppejä. Tuulikuppianemometriä käytetään yleisesti sääasemilla.
Se koostuu kolmesta parabolisen kartion muotoisesta tyhjästä kupista, jotka on kiinnitetty toisiinsa 120 asteen kulmassa telineeseen.
Koko anturiosa on asennettu pystysuoralle kiertoakselille. Tuulen vaikutuksesta tuulikuppi pyörii akselinsa ympäri tuulen nopeuteen verrannollisella nopeudella.
Tuulimittarin perusperiaate on asettaa ohut metallilanka nesteeseen ja käyttää sähkövirtaa lämmittämään lanka nesteen lämpötilan yläpuolelle. Siksi tuulimittareita kutsutaan "kuumalangoiksi".
Kun neste virtaa langan läpi pystysuunnassa, se ottaa pois osan langasta ja alentaa langan lämpötilaa.
Pakotetun konvektion lämmönsiirron teorian mukaan voidaan päätellä, että kuumalangan lämpöhäviön Q ja nesteen nopeuden v välillä on yhteys.
Tavallinen kuumalanka-anturi koostuu kahdesta kiinnikkeestä, jotka on kiristetty lyhyillä ohuilla langoilla. Metallilanka on yleensä valmistettu 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 on 0,2 mm. Käyttötarkoituksesta riippuen kuumalanka-anturista voidaan tehdä myös kaksoislanka, kolmilanka, diagonaali, V-muoto, X-muoto jne.
Lujuuden parantamiseksi metallilankojen sijasta käytetään joskus metallikalvoja, ja eristävälle alustalle ruiskutetaan yleensä metallikalvoa, jota kutsutaan kuumakalvokoettimeksi.
Kuumalanka-anturi on kalibroitava ennen käyttöä. Staattinen kalibrointi suoritetaan erityisessä vakiotuulitunnelissa.
Virtausnopeuden ja lähtöjännitteen välinen suhde mitattiin ja piirrettiin standardikäyränä.
Dynaaminen kalibrointi suoritetaan tunnetussa sykkivässä virtauskentässä tai lisätään tuulimittarin lämmityssilmukkaan.
Sykkivää sähköistä signaalia käytetään kuumalangaisen tuulimittarin taajuusvasteen tarkistamiseen. Jos taajuusvaste ei ole hyvä, sitä voidaan parantaa käyttämällä vastaavaa kompensointipiiriä.
