مبدأ مراقبة سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية وجهاز إرسال الاتجاه

مبدأ مراقبة سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية وجهاز إرسال الاتجاه

يؤدي اهتزاز جسم مصدر الصوت إلى ضغط الهواء المحيط به وتمدده بالتناوب، وانتشاره تدريجيًا إلى الخارج، وبالتالي تشكيل موجة صوتية، وحدتها هي هرتز (هرتز).

وبشكل عام، فإن تردد الموجات الصوتية التي يمكن أن تسمعها الأذن البشرية يبلغ حوالي 20-20000 هرتز. نسمي الموجات الصوتية التي يقل ترددها عن 20 هرتز بالموجات فوق الصوتية، وتسمى الموجات الصوتية التي يزيد ترددها عن 20000 هرتز بالموجات فوق الصوتية.

الموجات فوق الصوتية لديها تردد عالي وطاقة عالية، وطاقتها أكبر بكثير من الموجات الصوتية العادية، وطولها الموجي قصير، والحيود ليس خطيرًا، ولها اتجاه جيد، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في الصناعة والطب. اليوم، دعونا'الحديث عن مراقبة الأرصاد الجوية. كيف تراقب الموجات فوق الصوتية سرعة الرياح واتجاهها.

أداة قياس تحسب سرعة الرياح واتجاهها عن طريق إرسال نبضات فوق صوتية وقياس فرق الوقت أو التردد (تحويل دوبلر) عند الطرف المتلقي. نحن نسميه جهاز إرسال سرعة الرياح واتجاهها بالموجات فوق الصوتية، وهو تطبيق لتقنية الكشف بالموجات فوق الصوتية في الوسائط الغازية. 

سيتم فرض سرعة انتشار الصوت في الهواء مع سرعة تدفق الهواء في اتجاه الريح؛ إذا كان اتجاه انتشار الموجات فوق الصوتية هو نفس اتجاه الرياح، فسيتم تسريع سرعتها؛

وعلى العكس من ذلك، إذا انتشرت الموجات فوق الصوتية في الاتجاه المعاكس للريح، فسوف تتباطأ سرعتها.

لذلك، في ظل ظروف الكشف الثابتة، يمكن أن تتوافق سرعة الموجات فوق الصوتية في الهواء مع وظيفة سرعة الرياح، ويمكن الحصول على سرعة الرياح واتجاهها الدقيقين عن طريق الحساب.

الآن مع تطور العلوم والتكنولوجيا، تشتمل أجهزة مراقبة سرعة الرياح واتجاه الرياح شائعة الاستخدام في مراقبة الأرصاد الجوية على جهاز إرسال اتجاه الرياح السهمي وجهاز إرسال سرعة الرياح ثلاثي الأكواب وجهاز إرسال سرعة الرياح واتجاهها بالموجات فوق الصوتية.

تم تصميم كل من جهاز إرسال اتجاه الرياح من النوع الدوار وجهاز إرسال سرعة الرياح من النوع ثلاثي الأكواب بهيكل ميكانيكي، وهناك أجزاء دوارة. قبل الرصد، مطلوب سرعة الرياح المنخفضة للبدء. إذا كانت سرعة الرياح أقل من قيمة البداية، فلا يمكن دفع المروحة أو كوب الريح للدوران. يراقب؛وبسبب أجزائها المتحركة، فمن السهل ارتداؤها والتعرض للتلف بسبب سوء الأحوال الجوية، لذا فإن جهاز إرسال سرعة الرياح واتجاهها بالموجات فوق الصوتية يعد خيارًا جيدًا.