Rüzgarın ölçülmesi ve estiği yönün belirlenmesine gözlemevi veya anemometre denir. Bu tür cihazlar, hava kütlelerinin hareketinin parametrelerini kontrol etmek gerektiğinde kullanılır.
Çalışma prensibi
Tasarım açısından farklılık gösteren anemometrelerin çeşitliliğine rağmen çoğu, hava akışının hareketli dönen elemanlar üzerindeki etkisinin doğasını belirleme prensibi üzerinde çalışır.
Bu kategorideki cihazlar, akış belirli bir yönde estiğinde maksimum akımı belirleme yeteneğine sahiptir. Bazı modeller hacimsel hava akışı, akış sıcaklığı ve nem göstergeleri sağlar. Böylece rüzgar hızını ölçen işlevsel bir alet, taşınabilir bir meteoroloji istasyonuna dönüşüyor.
Türler
Rüzgar hızını hesaplayabilen birkaç ayrı cihaz türü vardır. Şu anda, bu amaç için aşağıdaki cihaz türleri ayırt edilmektedir:
- rotasyonel;
- girdap;
- termal;
- dinamometre;
- optik;
- ultrasonik.
Her türden cihazlara daha yakından bakalım, yeteneklerini ve çalışma yöntemlerini belirleyelim.
Dönme anemometreleri
Bir meteoroloji aleti, hassas bir unsur olarak görev yapan kaplar veya bıçaklarla donatılabilir. İkincisi, dikey bir çubuk üzerine hareketli bir şekilde monte edilir ve sayaca bağlanır. Hava akımlarının hareketi bu tür döner tablaların bir eksen etrafında dönmesine neden olur. Siz hareket ettikçe ölçüm mekanizması belirli bir süre içindeki devir sayısını kaydeder. Görsel bilgi rüzgar hızı ölçeği veya dijital ekran ile sağlanır.
Bu tür tasarımlar oldukça uzun zaman önce icat edildi. Bununla birlikte, daha gelişmiş cihazların geliştirilmesine rağmen, döner anemometreler dünya çapında meteorologlar tarafından başarıyla kullanılmaya devam etmektedir.
Vorteks anemometreleri
Bu tür cihazlarda hız, hava akışlarının dikey bir düzlemde bulunan bir ışık pervanesi üzerindeki etkisi nedeniyle ölçülür. Önceki durumda olduğu gibi pervanenin dönüşü sistemi etkileyerek verileri sayma mekanizmasına iletir.
Şu anda, elde taşınan vorteks anemometreleri en yaygın olanıdır. İkincisi, havalandırma sistemlerinde ve boru hatlarında hava akışlarının hızını ölçmek için kullanılır ve endüstriyel ve konut tesislerinin hava kanallarına monte edilir.
Termal anemometreler
Termal cihazlar çok fazla talep görmüyor. Çoğu zaman, yavaş hava akışlarını ölçerken kullanımlarına duyulan ihtiyaç ortaya çıkar.
Termal rüzgar, akkor bir filamanın veya üzerine hava basıncı uygulanan özel bir plakanın sıcaklığının ölçülmesi prensibiyle çalışır. Farklı akış hızlarında, termal elemanın belirli bir sıcaklığının korunmasını mümkün kılan belirli miktarda enerji açığa çıkar. Bu basit yolla rüzgar hızı belirlenir.
Dinamometre anemometreleri
Rüzgar hızını ölçen cihaz aynı zamanda bir tarafı kapalı L şeklinde bir tüpün ortasındaki rüzgar akışının basıncını belirleyerek de işlev görebilir. Veriler, elemanın dışındaki ve içindeki aşırı hava basıncı karşılaştırılarak elde edilir.
Rüzgar hızını ölçmek için bir dinamometre yalnızca meteorolojide kullanılmaz. Benzer cihazlar, hacimsel akış hızının ve hızlarının hesaplandığı havalandırma sistemlerine ve gaz kanallarına kurulur.
Ultrasonik anemometreler
Bu kategorideki cihazların çalışma prensibi, hava kütle akış göstergelerine bağlı olarak alıcıda tespit yapılmasına dayanmaktadır. Rüzgar akış yönünü de kaydetmenize olanak tanıyan en yüksek hassasiyetli, modern cihazlar burada sunulmaktadır.
Üç boyutlu ve iki boyutlu ultrason cihazları bulunmaktadır. Birincisi, üç bileşendeki akışların hareket yönüne ilişkin göstergelerin elde edilmesini mümkün kılar. Buna karşılık, iki boyutlu bir meteorolojik alet, rüzgarın yönünü ve hızını yalnızca yatay düzlemde ölçmeye olanak tanır. Bazı ultrasonik sistemler hava akışlarının sıcaklığını hesaplar.
Optik anemometreler
Uzay programlarında yer alan fizikçiler ve mühendisler, hava akışının hızını ve yönünü ölçmek için sıklıkla lazer optik cihazların kullanımına başvuruyor. Bu tür cihazlar, hareketli bir nesnenin saçtığı veya yansıttığı ışığın hızına bağımlılığının belirlenmesine göre çalışır. Bu yöntem, gaz, katı veya sıvı maddelerin ölçüm cihazının elemanlarına doğrudan maruz kalmasını gerektirmez.
Optik anemometrelerin uygulama kapsamı, canlı hücreler ve kılcal damarlardaki maddelerin hareket yönlerinin belirlenmesinden başlayıp, gazların atmosferdeki hareket hızının hesaplanmasına kadar son derece geniştir.
Lazer cihazlarının çalışması, özellikle araçlar, uçaklar ve uzay cisimleri gibi hareketli nesnelerin etrafındaki hava akış hızının doğru bir şekilde hesaplanmasına yardımcı olur. Ortaya çıkan hesaplamalar araştırmacıların, mühendislerin ve teknisyenlerin ekipman tasarlarken en aerodinamik şekilleri geliştirmelerine olanak sağlar.
Hava akışının hızını ve yönünü ölçmek için cihaz seçerken nelere dikkat etmelisiniz? Kullanıcıya atanan görevlerin listesi burada belirleyici önem taşımaktadır. Buna bağlı olarak cihazın aşağıdaki teknik özellikleri önemlidir:
- maksimum ölçüm aralığı;
- hataların büyüklüğü;
- belirli sıcaklık koşullarında kullanım imkanı;
- cihaz agresif çevresel faktörlere maruz kaldığında kullanıcı için güvenlik düzeyi;
- tür: sabit veya taşınabilir cihaz;
- mekanizmanın yağış etkilerinden korunma derecesi;
- cihazın güç kaynağının niteliği ve veri oluşturma yöntemi;
- cihazın boyutları;
- geceleri göstergeleri hesaplama yeteneği (arka ışığın varlığı).
Şu anda, aşırı düşük sıcaklık koşullarında çalışmak için ısıtıcılı meteorolojik aletlerin kullanılması mümkündür. Maden ve madenler için yüksek tozlu ortamlarda ve patlayıcı ortamlarda düzgün bir şekilde çalışabilen özel anemometreler kullanılmaktadır. Bu tür işlevsel cihazlar, yüksek neme maruz kalmaya dayanabilir ve önemli sıcaklık değişimlerinde çalışmaya devam edebilir.
Sonunda
Gördüğünüz gibi kişisel ihtiyaçlara bağlı olarak hava akış göstergelerinin kaydedilmesi için en uygun cihazı seçmek mümkündür. Ancak burada zorluklar var. Tüm anemometreler ölçüm cihazı olduğundan ilgili devlet kurumlarında belgelendirme ve belgelendirmeye tabidir.
