ما الجهاز الذي يستخدم لقياس سرعة الرياح واتجاهها؟

هناك طرق مختلفة لقياس سرعة الرياح واتجاهها، والتي يمكن تصنيفها إلى القياس التقليدي، والقياس الميكانيكي، والقياس بالموجات فوق الصوتية، وقياس السعرات الحرارية، وما إلى ذلك، وفقًا لمبادئ القياس والوسائل التقنية المختلفة. فيما يلي طرق القياس المحددة والمعدات المستخدمة:

قياس سرعة الرياح واتجاهها

1. القياس التقليدي:

مقياس شدة الريح: يتكون مقياس شدة الريح عادة من عمود وسهم متجه يدور مع اتجاه الريح للإشارة إلى اتجاه الريح الحالي.

أجهزة قياس شدة الريح الميكانيكية: مثل مقياس شدة الريح ذو الثلاثة أكواب، يتم قياس سرعة الرياح من خلال دوران كوب الرياح. سرعة دوران الكوب تتناسب مع سرعة الرياح، ويمكن حساب سرعة الرياح عن طريق قياس سرعة الدوران.

2. القياس الميكانيكي:

تعد أجهزة استشعار سرعة الرياح الميكانيكية واتجاه الرياح أكثر شيوعًا مع أجهزة استشعار الرياح من نوع السهم وأجهزة استشعار سرعة الرياح ذات الثلاثة أكواب. يقيس مستشعر سرعة الرياح سرعة الرياح من خلال دوران كوب الرياح، بينما يشير مستشعر اتجاه الرياح إلى اتجاه الرياح من خلال دوران ريشة الرياح.

3. القياس بالموجات فوق الصوتية:

تستخدم أجهزة استشعار سرعة الرياح واتجاهها بالموجات فوق الصوتية طريقة فارق التوقيت بالموجات فوق الصوتية لتحقيق قياسات سرعة الرياح واتجاهها. من خلال قياس الفارق الزمني بين انتشار الموجات فوق الصوتية في اتجاه الريح وعكس اتجاه الريح، يمكن حساب سرعة الرياح واتجاهها. تتميز هذه الطريقة بمزايا الدقة العالية ومقاومة الطقس.

4. قياس السعرات الحرارية:

تستمد أجهزة قياس شدة الريح المسعرة (المعروفة أيضًا باسم مقاييس شدة الريح بالسلك الساخن) سرعة الرياح عن طريق تسخين سلك معدني رفيع إلى درجة حرارة معينة ثم قياس المعدل الذي يبرد به السلك في السائل. هذه الطريقة مناسبة لقياس سرعات الرياح المنخفضة.

معدات لقياس سرعة الرياح

تشتمل أجهزة قياس سرعة الرياح بشكل أساسي على أجهزة قياس شدة الريح وأجهزة استشعار سرعة الرياح، والتي تعتمد على مبادئ قياس مختلفة ووسائل تقنية لتحقيق قياس سرعة الرياح. فيما يلي بعض أجهزة قياس سرعة الرياح الشائعة:

مقياس شدة الرياح كأس الرياح: وتتكون من ثلاثة أو أربعة أكواب بزاوية معينة لبعضها البعض، ويتم قياس سرعة الرياح من خلال دوران الأكواب. هذا النوع من مقياس شدة الريح بسيط وموثوق ويستخدم على نطاق واسع في مراقبة الأرصاد الجوية والإنتاج الصناعي.

مقياس شدة الريح بليد:هذه لها محور عمودي مع شفرة دوارة حرة (أو مروحة) في أحد طرفيها. تشير الشفرة إلى الريح ويتم قياس سرعتها لتحديد سرعة الرياح.

أجهزة قياس شدة الريح بالأسلاك الساخنة:تقيس هذه الأجهزة سرعة الرياح باستخدام مبدأ قياس السعرات الحرارية، حيث يتم استنتاج سرعة الرياح عن طريق تسخين سلك معدني رفيع إلى درجة حرارة معينة ثم قياس المعدل الذي يبرد به السلك في السائل. هذه الطريقة مناسبة لقياس سرعة الرياح المنخفضة بحساسية ودقة عالية.

مقياس شدة الريح الرقمي: يتم استخدام المعالج الرقمي المتقدم الداخلي كنواة التحكم، ويتم استخدام تكنولوجيا الاتصالات الرقمية المتقدمة الخارجية، والتي تكون قادرة على عرض بيانات سرعة الرياح في الوقت الحقيقي ودعم تخزين البيانات ونقلها. هذا النوع من مقياس شدة الريح مناسب لجميع أنواع المعدات الميكانيكية واسعة النطاق ومحطات مراقبة الأرصاد الجوية.

مقياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية: يستخدم طريقة فارق التوقيت بالموجات فوق الصوتية لقياس سرعة الرياح واتجاهها، ويستنتج سرعة الرياح واتجاهها عن طريق قياس فارق التوقيت لانتشار الموجات فوق الصوتية في اتجاه الريح وعكس اتجاه الريح. يتميز هذا النوع من مقياس شدة الريح بمزايا الدقة العالية والمقاومة القوية للطقس ومجموعة واسعة من التطبيقات.

عادة ما تسمى الأدوات المتخصصة لقياس اتجاه الرياح جورب الرياح ودوارة الرياح (مستشعر اتجاه الرياح).

1. ريشة الرياح:تُستخدم دوارة الرياح، والمعروفة أيضًا باسم دوارة الرياح أو جورب الرياح، لقياس اتجاه الرياح. وتتكون من لوحة مسطحة أو منحنية تتماشى مع اتجاه الريح. عادة ما يتم تركيب دوارة الرياح على عمود أو برج، ويمكن أن يكون التصميم بسيطًا (على سبيل المثال، شكل السهم الأساسي) أو أكثر تعقيدًا مع مؤشر الاتجاه.

2. أجهزة استشعار الرياح الإلكترونية: تستخدم أجهزة استشعار الرياح الإلكترونية مكونات إلكترونية لقياس اتجاه الرياح. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة استشعار الرياح التي تستخدم أجهزة استشعار تأثير هول تحديد اتجاه الرياح من خلال الكشف عن التغيرات في المجال المغناطيسي.

3. أجهزة استشعار الرياح البصرية: تستخدم هذه المستشعرات المبادئ البصرية، مثل استخدام الشقوق في القرص الدوار ومصدر الضوء، لتحديد اتجاه الرياح من خلال الكشف عن الاتجاه الذي ينطلق فيه شعاع الضوء بواسطة الرياح.

4. أجهزة استشعار الرياح بالموجات فوق الصوتية: تقوم هذه المستشعرات بحساب اتجاه الرياح وسرعتها عن طريق إرسال واستقبال نبضات فوق صوتية وقياس إزاحة هذه النبضات بسبب الرياح.

5. أجهزة استشعار الرياح الرادارية: استخدام تقنية الرادار لنقل الإشارات وتحليل الإشارات المرتجعة لتحديد اتجاه وسرعة الرياح.

استخدام أجهزة استشعار اتجاه الرياح:

- مكان التركيب: يجب وضع مستشعر اتجاه الرياح في منطقة مفتوحة، بعيدًا عن المباني والعوائق الأخرى لتجنب القراءات الخاطئة.

- المعايرة: قبل الاستخدام، يجب معايرة مستشعر اتجاه الرياح لضمان قراءته بدقة.

- قراءة البيانات: يمكن قراءة البيانات الواردة من أجهزة استشعار الرياح عن طريق المراقبة البصرية أو العدادات الميكانيكية أو شاشات العرض الإلكترونية.

- تسجيل البيانات ونقلها: غالبًا ما تكون أجهزة استشعار الرياح الحديثة قادرة على تسجيل البيانات ونقلها إلى نظام مراقبة مركزي، سواء سلكيًا أو لاسلكيًا.

توفر أجهزة استشعار سرعة واتجاه الرياح دعمًا مهمًا للبيانات لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك التنبؤ بالطقس وتوليد طاقة الرياح والملاحة البحرية وطيران الطيران وحماية البيئة.

باختصار، هناك طرق مختلفة لقياس سرعة الرياح واتجاهها، وتختلف المعدات المستخدمة. وفي التطبيقات العملية، ينبغي اختيار طرق ومعدات القياس المناسبة وفقًا للاحتياجات المحددة وبيئات القياس.