باد و تعیین جهت وزش آن به عنوان رصدگر یا بادسنج شناخته می شود. در صورت لزوم کنترل پارامترهای حرکت توده های هوا از چنین وسیله ای استفاده می شود.
اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد
با وجود تنوع بادسنج ها، که در طراحی متفاوت هستند، اکثر آنها بر اساس اصل تعیین ماهیت عمل جریان هوا بر روی عناصر در حال چرخش کار می کنند.
دستگاه های این دسته قادر به تعیین حداکثر جریان در هنگام وزش جریان در جهت خاصی هستند. برخی از مدل ها شاخص هایی از جریان حجمی هوا، دمای جریان، رطوبت را ارائه می دهند. بنابراین، یک ابزار کاربردی برای اندازه گیری سرعت باد به یک ایستگاه هواشناسی قابل حمل تبدیل می شود.
انواع
چندین نوع دستگاه جداگانه وجود دارد که قادر به محاسبه سرعت باد هستند. در حال حاضر، انواع دستگاه های زیر برای این منظور متمایز می شوند:
- چرخشی؛
- گرداب;
- حرارتی؛
- دینامومتری;
- نوری؛
- اولتراسونیک
بیایید نگاهی دقیق تر به دستگاه های هر نوع بیندازیم، قابلیت ها، روش های عملکرد آنها را تعیین کنیم.
بادسنج های چرخشی
دستگاه هواشناسی را می توان به فنجان یا تیغه هایی مجهز کرد که نقش یک عنصر حساس را ایفا می کنند. دومی به صورت متحرک روی یک میله عمودی ثابت شده و به متر متصل می شود. حرکت جریان های هوا باعث می شود که چنین صفحه های گردان حول یک محور بچرخند. همانطور که حرکت می کنید، مکانیسم اندازه گیری تعداد چرخش ها را در یک دوره زمانی مشخص ثبت می کند. اطلاعات بصری توسط مقیاس سرعت باد یا نمایشگر دیجیتال ارائه می شود.
طرح هایی از این نوع برای مدت طولانی اختراع شده اند. با این حال، با وجود ظهور ابزارهای پیشرفته تر، بادسنج های چرخشی همچنان با موفقیت توسط هواشناسان در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند.
بادسنج های گردابی
در چنین دستگاه هایی، اندازه گیری سرعت به دلیل عمل جریان هوا بر روی یک پروانه سبک واقع در یک صفحه عمودی اتفاق می افتد. همانطور که در مورد قبلی، چرخش پروانه از طریق ضربه به سیستم داده ها را به مکانیسم شمارش منتقل می کند.
بادسنج های گردابی دستی در حال حاضر رایج ترین هستند. دومی برای اندازه گیری سرعت جریان هوا در سیستم های تهویه و خطوط لوله استفاده می شود و در کانال های هوای تاسیسات صنعتی و مسکونی نصب می شود.
بادسنج های حرارتی
لوازم حرارتی تقاضای زیادی ندارند. بیشتر اوقات، نیاز به استفاده از آنها هنگام اندازه گیری شاخص های جریان هوای آهسته ایجاد می شود.
باد حرارتی بر اساس اصل اندازه گیری دمای یک رشته رشته ای یا صفحه خاصی که فشار هوا روی آن اعمال می شود عمل می کند. در نرخ‌های جریان مختلف، مقدار معینی انرژی آزاد می‌شود که اجازه می‌دهد تا یک یا دیگر دمای عنصر حرارتی را حفظ کند. با این روش ساده سرعت باد مشخص می شود.
بادسنج های گشتاور
دستگاهی برای اندازه گیری سرعت باد نیز می تواند با تعیین نشانگرهای فشار جریان باد در وسط یک لوله L شکل که از یک طرف مهر و موم شده است، کار کند. داده ها با مقایسه فشار هوای اضافی خارج و داخل المنت به دست می آیند.
دستگاه دینامومتری برای اندازه گیری سرعت باد نه تنها در هواشناسی استفاده می شود. دستگاه های مشابهی در سیستم های تهویه و کانال های گاز نصب می شوند که دبی حجمی و سرعت آنها محاسبه می شود.
بادسنج های اولتراسونیک
اصل عملکرد دستگاه های این دسته بر اساس تعیین در گیرنده بسته به شاخص های جریان توده های هوا است. در اینجا دقیق ترین و مدرن ترین دستگاه ها هستند که به شما امکان می دهند جهت جریان باد را نیز ثابت کنید.
دستگاه های اولتراسونیک سه بعدی و دو بعدی وجود دارد. اولی امکان به دست آوردن شاخص هایی از جهت حرکت جریان ها را در سه جزء فراهم می کند. به نوبه خود، یک ابزار هواشناسی دو بعدی امکان اندازه گیری جهت و سرعت باد را تنها در صفحه افقی می دهد. برخی از سیستم های اولتراسونیک دمای جریان هوا را محاسبه می کنند.
بادسنج نوری
فیزیکدانان و مهندسان درگیر در برنامه های فضایی اغلب به استفاده از دستگاه های نوری لیزری برای اندازه گیری سرعت و جهت جریان هوا متوسل می شوند. چنین وسایلی بر اساس تعریف وابستگی نور پراکنده یا منعکس شده توسط یک جسم متحرک به سرعت آن کار می کنند. این روش شامل برخورد مستقیم مواد گازی، جامد یا مایع بر روی عناصر دستگاه اندازه گیری نمی شود.
دامنه بادسنج های نوری بسیار گسترده است و با تعیین جهت حرکت مواد در سلول های زنده و مویرگ ها شروع می شود و با محاسبه سرعت گازها در جو خاتمه می یابد.
عملکرد دستگاه های لیزر به محاسبه با دقت بالا سرعت جریان هوا در اطراف اجسام متحرک، به ویژه وسایل نقلیه، هواپیما، اجسام فضایی کمک می کند. محاسبات به‌دست‌آمده محققان، مهندسان و مکانیک‌ها را قادر می‌سازد تا بیشترین شکل‌های آیرودینامیکی را در طراحی تجهیزات توسعه دهند.
هنگام انتخاب دستگاه اندازه گیری سرعت و جهت جریان هوا باید به چه نکاتی توجه کنم؟ در اینجا فهرستی از وظایفی است که برای کاربر تعیین می شود. بسته به این، ویژگی های فنی زیر دستگاه مهم است:
- حداکثر محدوده اندازه گیری؛
- بزرگی خطاها؛
- امکان استفاده در شرایط دمایی خاص؛
- سطح ایمنی برای کاربر هنگامی که دستگاه در معرض عوامل محیطی تهاجمی قرار می گیرد.
- نوع: دستگاه ثابت یا قابل حمل.
- درجه حفاظت مکانیسم از اثرات بارندگی؛
- ماهیت منبع تغذیه دستگاه و روش تولید داده؛
- ابعاد دستگاه؛
- توانایی محاسبه شاخص ها در شب (وجود نور پس زمینه).
در حال حاضر، برای کار در شرایط دمای بسیار پایین، می توان از ابزارهای هواشناسی با بخاری استفاده کرد. برای مین ها و شفت ها از بادسنج های تخصصی استفاده می شود که در گرد و غبار زیاد محیط و در محیط های انفجاری قادر به عملکرد مناسب هستند. چنین دستگاه های کاربردی قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا را تحمل می کنند و با تغییرات دما قابل توجهی عملیاتی می شوند.
در نهایت
همانطور که مشاهده می کنید بسته به نیاز شخصی می توان مناسب ترین دستگاه را برای ثبت شاخص های جریان هوا انتخاب کرد. با این حال، در اینجا مشکلاتی وجود دارد. از آنجایی که تمام بادسنج ها ابزار اندازه گیری هستند، باید توسط سازمان های دولتی مربوطه تایید و تایید شوند.
