Vairākas vēja ātruma un virziena mērīšanas metodes
Vēja ātrums attiecas uz attālumu, kādā vējš plūst laika vienībā; vēja spēks attiecas uz vēja spēku, kad tas pūš uz objektu. Vēja ātrumam nav pakāpju, bet vēja enerģijai ir, un vēja ātrums ir pamats vēja enerģijas pakāpju dalījumam. Vispārīgi runājot, jo lielāks vēja ātrums un augstāks vēja līmenis, jo lielāka ir vēja postošā jauda.
1. Kāpēc mums būtu jāuzsver vēja ātruma un vēja spēka mērīšana?
Vēja spēks un vēja ātrums ir svarīgi rādītāji meteoroloģiskajos pētījumos, un tie ir arī galvenie elementi, kam cilvēki pievērš uzmanību. Tam ir ne tikai liela ietekme uz cilvēku ikdienas aktivitātēm, bet arī liela nozīme meteoroloģiskajos pētījumos, navigācijā un citos darbos, tāpēc vēja ātruma un virziena iepriekšēja mērīšana veicina dažādu aktivitāšu raitu attīstību.
2. Kādas ir vēja ātruma un virziena mērīšanas metodes?
Saskaņā ar mērīšanas principu mēs ieviesīsim šādus metožu veidus: tradicionālo mērījumu, mehānisko metodi, ultraskaņas metodi un kalorimetrisko metodi.
tradicionālā mērīšana
1. Vēja virziena mērīšana: izmantojiet vējrādi
Vēja virziena bultiņas virziens uz vējrādītāja norāda, kādā virzienā tajā laikā pūš vējš. Ja starp vējrādītāju un gaisa plūsmas virzienu ir noteikts leņķis, gaisa plūsma radīs spiedienu uz vēja lāpstiņas astes. Tās izmērs ir proporcionāls vēja lāpstiņas ģeometriskās formas projekcijai gaisa plūsmas virziena vertikālajā plaknē. Vējrādītāja galvai ir mazs pretvēja laukums, un astes spārnam ir liels pretvēja laukums. Vēja spiediens, ko rada šī spiediena starpība, liek vēja lāpstiņai griezties ap vertikālo asi, līdz vējlāpstiņa saskaras ar gaisa plūsmu. paralēli. Vēja virzienu var viegli novērot no relatīvā stāvokļa starp vējrādītāju un fiksēto galveno azimuta stabu.
2. Vēja ātruma mērīšana: izmantojiet anemometru
Vēja detektoram ir taisnstūrveida vēja spiediena plāksne, un blakus vēja spiediena plāksnei ir uzstādīts loka formas rāmis, un uz rāmja ir gari un īsi zobi. Vēja spiediena plāksnes pacelto garo un īso zobu skaits norāda uz vēja spēka lielumu, un jo lielāks vēja spēks, jo lielāks vēja ātruma līmenis.
mehāniskā vēja mērīšana
Mehāniskā vēja mērīšana, piemēram, vēja mērītāja vēja mērīšana, izskatās kā mehānisks pulkstenis, un to parasti izmanto, lai mērītu vēju šahtās. Vispirms jānovērtē vēja ātrums, pēc tam izmantojiet vēja mērītāju un hronometru, lai vēja mērītāja un hronometra rādītāju atiestatītu uz nulli, un pēc tam vēja mērītāja rādītājs ir jāpagriež pret vēja plūsmu un jābūt perpendikulāram vēja virzienam. plūsma. Pēc tam, kad vēja mērītājs ir 30 sekundes dīkstāvē, vienlaikus ieslēdziet vēja mērītāja slēdzi un hronometru, lai sāktu mērījumu. Jāņem vērā, ka vēja mērījums tajā pašā posmā nedrīkst būt mazāks par 3 reizēm un vēja mērīšanas laikā vēja mērīšanai jānotiek vienmērīgi. Piemēram, vēja ātruma un virziena sensors izmanto tipisku mehānisku vēja mērīšanas metodi, kas labāk izmanto vēja enerģiju un atbalsta jaunas enerģijas vēja enerģijas ražošanas tehnoloģijas izstrādi.
Ultraskaņas ātruma mērīšana
Ultraskaņas vēja mērīšanas darbības princips ir izmantot ultraskaņas laika starpības metodi, lai realizētu vēja ātruma un virziena mērīšanu. Skaņas izplatīšanās ātruma dēļ gaisā tā pārklājas ar gaisa plūsmas ātrumu vēja virzienā. Ja ultraskaņas vilnis virzās vienā virzienā ar vēju, tā ātrums palielināsies; otrādi, ja ultraskaņas vilnis virzās vējam pretējā virzienā, tā ātrums palēnināsies. Tāpēc fiksētos noteikšanas apstākļos ultraskaņas viļņu ātrums, kas izplatās gaisā, var atbilst vēja ātruma funkcijai. Precīzu vēja ātrumu un virzienu var iegūt, veicot aprēķinus.
kalorimetriskā principa mērīšanas metode
Tipisks piemērs kalorimetriskā principa izmantošanai vēja ātruma mērīšanai ir anemometrs. Tās pamatprincips ir ievietot šķidrumā plānu metāla stiepli un karsēt vadu caur elektrisko strāvu, lai tā temperatūra būtu augstāka par šķidruma temperatūru. Tāpēc vada vēja ātrums tiek saukts par "karsto līniju". Kad šķidrums plūst caur vadu vertikālā virzienā, tas atņems daļu no stieples siltuma un samazinās stieples temperatūru. Saskaņā ar piespiedu konvekcijas siltuma apmaiņas teoriju pastāv saistība starp karstās līnijas zaudēto siltumu Q un šķidruma ātrumu v. Anemometrs ir instruments, kas spēj izmērīt mazu vēja ātrumu. Tas sastāv no divām daļām: karstās bumbas stieņa zondes un mērinstrumenta. Zondei ir stikla spuldze ar nihroma stieples spoli un divi termopāri, kas uztīti spuldzes iekšpusē. Termopāra aukstais savienojums ir piestiprināts pie fosfora-bronzas staba, kas pakļauts tieši gaisa plūsmai. Kad caur sildīšanas gredzenu iziet noteikts strāvas daudzums, stikla spuldzes temperatūra paaugstinās. Palielinājuma pakāpe ir saistīta ar vēja ātrumu, un pieauguma pakāpe ir liela, ja vēja ātrums ir mazs; pretējā gadījumā pieauguma pakāpe ir neliela. Paaugstinājuma lielums tiek norādīts uz skaitītāja ar termopāra palīdzību. Pēc elektriskā skaitītāja rādījuma pārbaudiet kalibrēšanas līkni, lai noskaidrotu vēja ātrumu tajā laikā.
