El viento y la determinación de la dirección de su soplo se conoce como observador o anemómetro. Dicho dispositivo se usa si es necesario controlar los parámetros del movimiento de las masas de aire.
Principio de operación
A pesar de la variedad de anemómetros, que difieren en el diseño, la mayoría de ellos funcionan según el principio de determinar la naturaleza de la acción del flujo de aire sobre los elementos giratorios en movimiento.
Los dispositivos de esta categoría pueden determinar la corriente máxima cuando el flujo sopla en una dirección determinada. Algunos modelos dan indicadores de flujo de aire volumétrico, temperatura de flujo, humedad. Así, un instrumento funcional para medir la velocidad del viento se convierte en una estación meteorológica portátil.
Tipos
Hay varios tipos separados de dispositivos capaces de calcular la velocidad del viento. Actualmente, se distinguen los siguientes tipos de dispositivos para este fin:
- rotacional;
- vórtice;
- térmico;
- dinamométrico;
- óptico;
- ultrasónico.
Echemos un vistazo más de cerca a los dispositivos de cada tipo, determinemos sus capacidades, métodos de operación.
Anemómetros rotativos
El dispositivo meteorológico puede estar equipado con copas o cuchillas que desempeñan el papel de un elemento sensible. Estos últimos se fijan de forma móvil en una barra vertical y se conectan al medidor. El movimiento de las corrientes de aire hace que dichos platos giratorios giren alrededor de un eje. A medida que te mueves, el mecanismo de medición registra el número de revoluciones durante un período de tiempo determinado. La información visual es proporcionada por una escala de velocidad del viento o una pantalla digital.
Los diseños de este tipo se han inventado durante mucho tiempo. Sin embargo, a pesar de la llegada de instrumentos más avanzados, los meteorólogos de todo el mundo siguen utilizando con éxito los anemómetros rotatorios.
Anemómetros de vórtice
En tales dispositivos, la medición de la velocidad ocurre debido a la acción de los flujos de aire sobre un impulsor ligero ubicado en un plano vertical. Como en el caso anterior, la rotación del impulsor a través del impacto en el sistema transmite datos al mecanismo de conteo.
Los anemómetros de vórtice portátiles son actualmente los más comunes. Estos últimos se utilizan para medir la velocidad de los flujos de aire en sistemas de ventilación y tuberías, y se instalan en los conductos de aire de instalaciones industriales y residenciales.
Anemómetros térmicos
Los aparatos térmicos no tienen mucha demanda. Muy a menudo, surge la necesidad de su uso cuando se miden indicadores de flujos de aire lentos.
El viento térmico funciona según el principio de medir la temperatura de un filamento incandescente o una placa especial sobre la que se aplica presión de aire. A diferentes caudales se libera una cierta cantidad de energía que permite mantener una u otra temperatura del elemento térmico. De esta forma tan sencilla se determina la velocidad del viento.
Anemómetros de par
Un dispositivo para medir la velocidad del viento también puede funcionar determinando los indicadores de presión del flujo del viento en el medio de un tubo en forma de L sellado por un lado. Los datos se obtienen comparando el exceso de presión de aire exterior e interior del elemento.
Un dispositivo dinamométrico para medir la velocidad del viento se usa no solo en meteorología. Se instalan dispositivos similares en sistemas de ventilación y conductos de gas, donde se calculan el caudal volumétrico y su velocidad.
Anemómetros ultrasónicos
El principio de funcionamiento de los dispositivos de esta categoría se basa en la determinación en el receptor, según los indicadores del flujo de masas de aire. Aquí están los dispositivos modernos de mayor precisión que también le permiten fijar la dirección de los flujos de viento.
Hay dispositivos ultrasónicos tridimensionales y bidimensionales. Los primeros permiten obtener indicadores de la dirección del movimiento de los flujos en tres componentes. A su vez, un instrumento meteorológico bidimensional permite medir la dirección y velocidad del viento únicamente en el plano horizontal. Algunos sistemas ultrasónicos calculan la temperatura de las corrientes de aire.
Anemómetros ópticos
Los físicos e ingenieros involucrados en programas espaciales a menudo recurren al uso de dispositivos ópticos láser para medir la velocidad y la dirección de los flujos de aire. Dichos dispositivos funcionan de acuerdo con la definición de la dependencia de la velocidad de la luz dispersada o reflejada por un objeto en movimiento. Este método no implica el impacto directo de sustancias gaseosas, sólidas o líquidas sobre los elementos del dispositivo de medición.
El alcance de los anemómetros ópticos es extremadamente amplio, comenzando con la determinación de las direcciones de movimiento de las sustancias en las células vivas y los capilares y terminando con el cálculo de la velocidad de los gases en la atmósfera.
El funcionamiento de los dispositivos láser ayuda a calcular con gran precisión la velocidad de los flujos de aire alrededor de objetos en movimiento, en particular, vehículos, aeronaves, cuerpos espaciales. Los cálculos obtenidos permiten a investigadores, ingenieros y mecánicos desarrollar las formas más aerodinámicas en el diseño de equipos.
¿A qué debo prestar atención al elegir un dispositivo para medir la velocidad y la dirección del flujo de aire? De importancia decisiva aquí es la lista de tareas que se establecen para el usuario. Dependiendo de esto, las siguientes características técnicas del dispositivo son importantes:
- rango máximo de medición;
- la magnitud de los errores;
- posibilidad de aplicación en determinadas condiciones de temperatura;
- el nivel de seguridad para el usuario cuando el dispositivo está expuesto a factores ambientales agresivos;
- tipo: dispositivo estacionario o portátil;
- el grado de protección del mecanismo contra los efectos de la precipitación;
- la naturaleza de la fuente de alimentación del dispositivo y el método de generación de datos;
- dimensiones del dispositivo;
- la capacidad de calcular indicadores en la noche (la presencia de luz de fondo).
En la actualidad, para operar en condiciones de temperaturas extremadamente bajas, es posible utilizar instrumentos meteorológicos con calentadores. Para minas y pozos, se utilizan anemómetros especializados, que pueden funcionar correctamente en ambientes con mucho polvo y en un ambiente explosivo. Dichos dispositivos funcionales toleran la exposición a alta humedad y permanecen operativos con cambios de temperatura significativos.
Finalmente
Como puede ver, según las necesidades personales, es posible elegir el dispositivo más adecuado para registrar los indicadores de flujo de aire. Sin embargo, hay dificultades aquí. Dado que todos los anemómetros son instrumentos de medición, están sujetos a certificación y certificación por parte de las agencias gubernamentales pertinentes.
