Vėjo matavimas ir jo pūtimo kryptis yra žinomi kaip observatorija arba anemometras. Tokie įtaisai naudojami, kai reikia kontroliuoti oro masių judėjimo parametrus.
Veikimo principas
Nepaisant daugybės anemometrų, kurie skiriasi savo konstrukcija, dauguma jų veikia pagal principą, pagal kurį nustatomas oro srauto veikimo pobūdis judantiems sukamiems elementams.
Šios kategorijos prietaisai gali nustatyti maksimalią srovę, kai srautas pučia tam tikra kryptimi. Kai kuriuose modeliuose yra tūrinio oro srauto, srauto temperatūros ir drėgmės indikatoriai. Taigi funkcionalus vėjo greičio matavimo instrumentas virsta nešiojama oro stotimi.
Tipai
Yra keletas skirtingų tipų prietaisų, galinčių apskaičiuoti vėjo greitį. Šiuo metu išskiriami šie šiam tikslui skirtų įrenginių tipai:
- rotacinis;
- sūkurys;
- terminis;
- dinamometras;
- optinis;
- ultragarsinis.
Pažvelkime atidžiau į kiekvieno tipo įrenginius, nustatykime jų galimybes ir veikimo būdus.
Sukamieji anemometrai
Meteorologinis prietaisas gali būti aprūpintas puodeliais arba peiliukais, kurie veikia kaip jautrus elementas. Pastarieji judamai tvirtinami ant vertikalaus strypo ir prijungiami prie skaitiklio. Dėl oro srovių judėjimo tokie patefonai sukasi aplink ašį. Jums judant matavimo mechanizmas fiksuoja apsisukimų skaičių per tam tikrą laikotarpį. Vizualinę informaciją teikia vėjo greičio skalė arba skaitmeninis ekranas.
Tokio tipo dizainai buvo išrasti gana seniai. Tačiau nepaisant pažangesnių prietaisų atsiradimo, sukamuosius anemometrus vis dar sėkmingai naudoja meteorologai visame pasaulyje.
Vortex anemometrai
Tokiuose įrenginiuose greitis matuojamas dėl oro srautų veikimo ant lengvo sparnuotės, esančios vertikalioje plokštumoje. Kaip ir ankstesniu atveju, sparnuotės sukimasis, darydamas įtaką sistemai, perduoda duomenis į skaičiavimo mechanizmą.
Šiuo metu dažniausiai naudojami rankiniai sūkuriniai anemometrai. Pastarieji naudojami oro srautų greičiui matuoti vėdinimo sistemose ir vamzdynuose, montuojami pramoninių ir gyvenamųjų objektų ortakiuose.
Šiluminiai anemometrai
Šiluminiai prietaisai nėra labai paklausūs. Dažniausiai jų naudojimo poreikis iškyla matuojant lėtus oro srautus.
Šiluminis vėjas veikia kaitinamojo siūlelio arba specialios plokštės, ant kurios veikiamas oro slėgis, temperatūros matavimo principu. Esant skirtingam srautui, išsiskiria tam tikras energijos kiekis, kuris leidžia palaikyti tam tikrą šiluminio elemento temperatūrą. Šiuo paprastu būdu nustatomas vėjo greitis.
Dinamometriniai anemometrai
Vėjo greičio matavimo prietaisas taip pat gali veikti nustatydamas vėjo srauto slėgį L formos vamzdžio, uždaryto vienoje pusėje, viduryje. Duomenys gaunami lyginant perteklinį oro slėgį elemento išorėje ir viduje.
Vėjo greičio matavimo dinamometras naudojamas ne tik meteorologijoje. Panašūs įrenginiai montuojami vėdinimo sistemose ir dujotiekiuose, kur skaičiuojamas tūrinis debitas ir jų greitis.
Ultragarsiniai anemometrai
Šios kategorijos prietaisų veikimo principas pagrįstas nustatymu prie imtuvo, priklausomai nuo oro masės srauto indikatorių. Čia pateikiami tiksliausi, moderniausi įrenginiai, leidžiantys fiksuoti ir vėjo srautų kryptį.
Yra trimačiai ir dvimačiai ultragarso aparatai. Pirmieji leidžia gauti trijų komponentų srautų judėjimo krypties rodiklius. Savo ruožtu dvimatis meteorologinis prietaisas leidžia matuoti vėjo kryptį ir greitį tik horizontalioje plokštumoje. Kai kurios ultragarsinės sistemos apskaičiuoja oro srautų temperatūrą.
Optiniai anemometrai
Kosmoso programose dalyvaujantys fizikai ir inžinieriai dažnai naudoja lazerinius optinius prietaisus oro srauto greičiui ir krypčiai matuoti. Tokie prietaisai veikia pagal judančio objekto išsklaidytos arba atspindimos šviesos priklausomybę nuo jo greičio. Šis metodas neapima tiesioginio dujinių, kietų ar skystų medžiagų poveikio matavimo prietaiso elementams.
Optinių anemometrų taikymo sritis itin plati, pradedant nuo medžiagų judėjimo krypčių gyvose ląstelėse ir kapiliaruose nustatymo ir baigiant dujų judėjimo atmosferoje greičio skaičiavimu.
Lazerinių prietaisų veikimas padeda tiksliai apskaičiuoti oro srautų greitį aplink judančius objektus, ypač transporto priemones, orlaivius ir kosminius kūnus. Atlikti skaičiavimai leidžia mokslininkams, inžinieriams ir mechanikams sukurti pačias aerodinamiškiausias formas projektuojant įrangą.
Į ką reikėtų atkreipti dėmesį renkantis prietaisą oro srauto greičiui ir krypčiai matuoti? Čia lemiamą reikšmę turi vartotojui priskirtų užduočių sąrašas. Atsižvelgiant į tai, svarbios šios techninės įrenginio charakteristikos:
- maksimalus matavimo diapazonas;
- klaidų dydis;
- galimybė naudoti tam tikromis temperatūros sąlygomis;
- naudotojo saugos lygis, kai prietaisas yra veikiamas agresyvių aplinkos veiksnių;
- tipas: stacionarus arba nešiojamas įrenginys;
- mechanizmo apsaugos nuo kritulių poveikio laipsnis;
- įrenginio maitinimo pobūdis ir duomenų generavimo būdas;
- prietaiso matmenys;
- galimybė apskaičiuoti rodiklius naktį (foninio apšvietimo buvimas).
Šiuo metu darbui itin žemos temperatūros sąlygomis galima naudoti meteorologinius prietaisus su šildytuvais. Specializuoti anemometrai naudojami minoms ir minoms, kurios gali tinkamai veikti daug dulkių ir sprogioje aplinkoje. Tokie funkciniai įrenginiai gali atlaikyti didelės drėgmės poveikį ir veikti esant dideliems temperatūros pokyčiams.
Galų gale
Kaip matote, atsižvelgiant į asmeninius poreikius, galima pasirinkti tinkamiausią prietaisą oro srauto indikatoriams fiksuoti. Tačiau čia yra sunkumų. Kadangi visi anemometrai yra matavimo prietaisai, jie turi būti sertifikuojami ir sertifikuojami atitinkamose vyriausybinėse agentūrose.
