Швидкість вітру-один з найважливіших показників для прогнозування погоди і визначення кліматичних умов. Вона не тільки впливає на комфорт перебування людини на відкритому повітрі, але і робить істотний вплив на процеси, що відбуваються в природі. Тому точне вимірювання швидкості вітру має величезне значення.
Для вимірювання швидкості вітру використовуються спеціальні прилади - анемометри. Існує кілька різних видів анемометрів, які відрізняються своєю конструкцією і принципом роботи. Однак всі вони дозволяють отримати достовірні дані про швидкість вітру в певній точці.
Найбільш поширеним і простим у використанні є крутильний анемометр. Його робота заснована на впливі вітру на обертання спеціальних лопатей або крил. Швидкість вітру визначається за кількістю обертів, які виконує анемометр за певний час.
Іншим поширеним типом анемометра є тепловий анемометр, або анемотермометр. Він вимірює швидкість вітру на основі зміни температури нагрітого тіла під впливом потоку повітря. Вимірювання проводяться за допомогою термопари або датчика температури.
Швидкість вітру: вимірювання
| Прилад | Принцип роботи |
|---|---|
| Анемометр | Вимірювання швидкості вітру шляхом підрахунку обертів обертових частин |
| Сондажний анемометр | Вимірювання швидкості вітру шляхом встановлення багатьох датчиків на метеорологічному зонді |
| Ультразвуковий анемометр | Вимірювання швидкості вітру шляхом розрахунку часу проходження ультразвукових сигналів в різних напрямках |
| Лазерний доплерівський вітромір | Вимірювання швидкості вітру на основі ефекту Доплера у відбитих лазерних променях |
Кожен з цих приладів має свої переваги та обмеження, і вибір конкретного методу вимірювання швидкості вітру залежить від конкретних вимог та умов.
Анемометри: різні методи вимірювання
- Термічний анемометр: Цей метод вимірювання заснований на вимірюванні зміни температури повітря, викликаного його переміщенням. Прилади, що використовують цей метод, мають нагрітий елемент, який розміщується на штативі. Швидкість вітру вимірюється по зміні температури елемента в залежності від швидкості повітряного потоку.
- Купольний анемометр: Цей метод вимірювання заснований на зміні напрямку або сили потоку повітря. Прилад складається з обертається куполоподібної конструкції, яка змінює своє положення в залежності від сили вітру. Кут зміни купола використовується для визначення швидкості вітру.
- Лазерний анемометр: Цей метод вимірювання заснований на використанні лазерного випромінювання. Прилад містить лазерний джерело, який випромінює лазерний промінь в деяку точку повітряного середовища. Зміна частоти або напрямку відбитого променя використовується для визначення швидкості вітру.
- Ультразвуковий анемометр: Цей метод вимірювання заснований на використанні ультразвукового випромінювання. Прилад має ультразвукові датчики, які випромінюють звукові хвилі в повітря. Зміна часу відображення звукової хвилі дозволяє визначити швидкість вітру.
Кожен з цих методів має свої переваги і застосовується в різних ситуаціях. Вибір анемометра залежить від вимог вимірювання, доступності та точності необхідних даних.
Традиційні та сучасні прилади
Для вимірювання швидкості вітру існує ряд традиційних і сучасних приладів. Традиційні методи вимірювання швидкості вітру включають використання анемометра та психрометра.
- Анемометр - це прилад, який вимірює швидкість вітру. Він складається з обертових лопатей або чаш, які впливають на вітер і обертаються залежно від його швидкості. Анемометр може бути механічним або електронним. Механічний анемометр використовує обертові лопаті для вимірювання швидкості вітру, а електронний анемометр використовує датчики для вимірювання впливу вітру.
- Психрометр - це прилад, який вимірює швидкість вітру шляхом порівняння вологості повітря за допомогою сухого і вологого термометрів. Психрометр складається з двох термометрів - один з них обмотаний змоченою ганчіркою, яка випаровується і охолоджує термометр. Шляхом порівняння показань двох термометрів можна визначити швидкість вітру.
Сучасні методи вимірювання швидкості вітру включають використання анемометрів з ультразвуковими датчиками та лазерними далекомірами.
- Ультразвуковий анемометр - це прилад, який використовує ультразвукові хвилі для вимірювання швидкості та напрямку вітру. Він містить кілька датчиків, розташованих на різних сторонах приладу, і вимірює час, який ультразвукові хвилі займають для проходження між датчиками. Виходячи з цих даних, ультразвуковий анемометр визначає швидкість і напрямок вітру.
- Лазерний далекомір - це прилад, який використовує лазерні промені для вимірювання відстані до об'єкта. У контексті вимірювання швидкості вітру, лазерний далекомір може бути використаний для вимірювання часу, за який лазерний промінь пролітає через відому відстань, і визначення швидкості вітру на основі цього часу.
Таким чином, існує безліч різних приладів для вимірювання швидкості вітру, від традиційних методів до сучасних технологій. Кожен з цих приладів має свої переваги і може бути використаний в різних ситуаціях.
Вибір анемометра: основні критерії
При виборі анемометра для вимірювання швидкості вітру слід враховувати кілька основних критеріїв, які допоможуть отримати точні і надійні результати.
Діапазон вимірювань: Важливо визначити максимальну і мінімальну швидкість вітру, яку потрібно виміряти. Деякі анемометри можуть вимірювати швидкість тільки в певному діапазоні, тому необхідно вибрати прилад, відповідний до завдань і умов експлуатації.
Точність: Точність вимірювання є ключовим критерієм при виборі анемометра. Бажано вибирати прилади з невеликою похибкою вимірювань, щоб отримувати найбільш точні дані.
Тип анемометра: Існує кілька типів анемометрів, таких як механічні, ультразвукові та лазерні. Кожен тип має свої переваги і недоліки, тому вибір буде залежати від конкретних умов і вимог.
Ступінь захисту корпусу: Анемометр повинен бути захищений від вологи, пилу та інших зовнішніх впливів. Тому ступінь захисту корпусу (зазвичай вказується за міжнародним стандартом IP) може бути важливим фактором при виборі приладу.
Зручність використання: Не менш важливим критерієм є зручність використання анемометра. Прилад повинен бути компактним, легким і володіти інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом, щоб вимірювання були простими і швидкими.
Враховуючи всі ці критерії, можна вибрати відповідний анемометр для вимірювання швидкості вітру і забезпечити якісний контроль кліматичних умов в різних областях застосування.