Как анемометр измеряет скорость ветра?

Анемометр — это устройство, используемое для измерения скорости ветра. Существует несколько различных типов анемометров , но наиболее распространенные из них работают по принципу измерения времени, необходимого вращающемуся элементу для совершения определенного количества оборотов за заданный период времени, который напрямую связан со скоростью ветра. Вот общий обзор того, как работает типичный анемометр :

1. Чашечный анемометр: Это самая старая и простая конструкция. Она состоит из трех или четырех чашек, прикрепленных к центральному шпинделю. Когда дует ветер, он заставляет чашки вращаться. Чем быстрее ветер, тем быстрее вращаются чашки. Затем скорость чашек переводится в показания скорости ветра с помощью математической формулы, которая связывает скорость вращения со скоростью ветра.

2. Анемометр с пропеллером: этот тип использует пропеллер вместо чашек. Скорость вращения пропеллера пропорциональна скорости ветра. Анемометр может включать механизм для подсчета количества оборотов в течение заданного периода времени или использовать тахометр для непосредственного измерения скорости вращения пропеллера.

3. Крыльчатый анемометр: этот анемометр измеряет скорость ветра по тому, насколько лопасть, обычно плоская пластина или более сложная конструкция, отклоняется на ветру. Отклонение регистрируется, и датчик отображает скорость ветра, соответствующую этому отклонению.

4. Анемометр с горячей проволокой: это анемометр, который измеряет скорость ветра с помощью тонкой проволоки или полоски, нагретой до постоянной температуры. Когда ветер дует на горячую проволоку, она охлаждается. Изменение температуры преобразуется в ток, пропорциональный скорости ветра. Этот тип анемометра очень чувствителен и часто используется в научных исследованиях.

5. Акустический анемометр: этот анемометр измеряет скорость ветра с помощью звуковых волн. Он направляет пучок звуковых волн поперек направления ветра и измеряет доплеровский сдвиг частоты звуковой волны, вызванный ветром. Чем больше сдвиг, тем выше скорость ветра.

6. Лазерный анемометр: Это высокоточный прибор, который использует лазерный свет для измерения доплеровского сдвига света, рассеянного частицей или сеткой, расположенной на пути ветра. Анализируя сдвиг частоты рассеянного света, можно определить скорость ветра.

Во всех случаях анемометр должен быть откалиброван по известной скорости ветра, чтобы обеспечить точность показаний. Процесс калибровки устанавливает связь между реакцией прибора (например, скоростью вращения, отклонением, изменением температуры) и фактической скоростью ветра. Эта калибровка часто выполняется в аэродинамической трубе с использованием калибровочного стандарта с известной скоростью ветра.