كيف يعمل مستشعر سرعة الرياح في كأس الرياح

كيف يعمل مستشعر سرعة الرياح في كأس الرياح

مستشعر سرعة الرياح على شكل كأس الرياح، وهو مستشعر شائع جدًا لسرعة الرياح، تم اختراعه لأول مرة بواسطة روبنسون في إنجلترا. يتكون جزء الاستشعار من ثلاثة أو أربعة أكواب فارغة مخروطية أو نصف كروية. يتم تثبيت الأكواب المجوفة على أقواس ثلاثية الشكل على شكل نجمة بزاوية 120 درجة لبعضها البعض أو على أقواس متقاطعة بزاوية 90 درجة لبعضها البعض، مع محاذاة الأسطح المقعرة للأكواب في اتجاه واحد وتثبيت إطار الذراع المتقاطع بالكامل على محور دوران رأسي.

عندما تهب الرياح من اليسار، يكون كوب الريح 1 موازيًا لاتجاه الريح ويكون ضغط الريح على الكوب 1 صفرًا تقريبًا في الاتجاه المستقيم لمحور كوب الريح. يتقاطع كأس الريح 2 و 3 مع اتجاه الريح بزاوية 60 درجة، بالنسبة لكأس الريح 2، سطحه المقعر المواجه للريح، يكون ضغط الرياح هو الأكبر؛كوب الريح 3 سطحه المحدب يواجه الريح، تدور الريح حول دور الريح بحيث يكون ضغط الريح أكبر من كوب الريح 2، ويرجع ذلك إلى كوب الريح 2 وكوب الريح 3 في اتجاه محور كوب الريح عموديًا على فرق الضغط، ويبدأ كوب الريح بالدوران في اتجاه عقارب الساعة، فكلما زادت سرعة الرياح، زاد فرق ضغط البداية، وكلما زاد التسارع، زاد دوران كوب الريحكلما زادت سرعة الرياح، كلما زاد فرق الضغط الأولي، زاد التسارع، وزادت سرعة دوران كوب الرياح.

بعد أن يبدأ كأس الريح بالدوران، إذ يدور الكوب 2 في اتجاه الريح، ينخفض ​​ضغط الريح، بينما يدور الكوب 3 بنفس السرعة عكس الريح، فيزداد ضغط الريح، ويقل فرق ضغط الريح، وبعد فترة من الزمن (عندما تبقى سرعة الرياح دون تغيير)، يصبح فرق الضغط الجزئي بين الأكواب الثلاثة صفرًا، وتدور كؤوس الرياح بسرعة ثابتة.يمكن بعد ذلك تحديد سرعة الرياح وفقًا لسرعة الأكواب (دورات في الثانية).

عندما يدور كوب الرياح، فإنه يدفع قرص القطع المحوري متعدد الأسنان أو القضيب المغناطيسي للتدوير، ومن خلال الدائرة للحصول على إشارة نبضية تتناسب مع سرعة كوب الرياح، يتم حساب إشارة النبض بواسطة العداد، وبعد التحويل، يمكن استخلاص قيمة سرعة الرياح الفعلية.

عندما تزيد سرعة الرياح، يمكن للكوب الدوار زيادة سرعة الدوران بسرعة للتكيف مع سرعة تدفق الهواء، وعندما تنخفض سرعة الرياح، لا يمكن أن تنخفض سرعة الدوران على الفور بسبب القصور الذاتي، يشير مقياس شدة الريح الدوار في عاصفة الرياح إلى أن سرعة الرياح بشكل عام على الجانب العالي لتصبح ذات تأثير مرتفع جدًا (متوسط ​​الخطأ حوالي 10%).