انواع بادسنج و مزایا و معایب آن ها

مجموعه: ابزار و ماشین آلات

انواع بادسنج و مزایا و معایب آن ها

آشنایی با انواع بادسنج:

بادسنج چیست؟

بادسنج ابزاری است که سرعت هوا را اندازه گیری می کند که گاهی بادسنج نیز نامیده می شود. اولین بادسنج ها صدها سال پیش به وجود آمدند و برای اندازه گیری تقریباً باد استفاده می شدند. با به روز رسانی مداوم فناوری، بادسنج های فعلی می توانند انواع داده های بسیار دقیق را ارائه دهند. بادسنج ها انواع مختلفی دارند. برخی از آنها بسیار رایج هستند، در حالی که برخی دیگر نادر هستند. پیدا کردن بادسنج مناسب برای نیازهای خاص شما اغلب یک کار دلهره آور است.

بادسنج ابزاری است که برای اهداف هواشناسی مانند اندازه گیری سرعت باد استفاده می شود. این دستگاه در ایستگاه های هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرد و نام این دستگاه از کلمه یونانی 'anemos' به معنای باد گرفته شده است. انواع مختلفی از بادسنج ها وجود دارد که از حدود قرن پانزدهم به بعد ساخته شده اند.

این دستگاه ها را می توان به دو بخش مختلف طبقه بندی کرد. نوع اول آن است که سرعت باد را اندازه گیری می کند و نوع دوم آن چیزی است که فشار باد را اندازه می گیرد. اگرچه آنها به عنوان دو نوع مختلف طبقه بندی شده اند، اگر یک بادسنج استاندارد دریافت کنید، می تواند هدف اندازه گیری سرعت باد و همچنین فشار باد باشد.

کاربردهای متداول بادسنج :

• سرعت و جهت جریان باد ​​را اندازه گیری کنید.

• سرعت ضربان و طیف فرکانس جریان ورودی باد را اندازه گیری کنید.

• بعضی بادسنج ها در ایستگاه های هواشناسی که شامل ابزارهای مختلف دیگری هستند و می توانند پیش بینی آب و هوا را بر اساس ترکیبی از تمام داده ها ارائه دهند، بزرگتر و پیچیده تر ساخته می شوند.

به عنوان مثال یک بادسنج ممکن است برای اندازه گیری میزان باد قبل از رفتن به قایقرانی مورد استفاده قرار گیرد یا یک تکنسین تعمیر تهویه هوا ممکن است از یک بادسنج برای اندازه گیری خروجی یک واحد مورد عیب یابی استفاده کند.

• یک هواشناس ممکن است از داده های بادسنج برای پیش بینی های خود استفاده کند.

از بادسنج برای محاسبه باد مخالف استفاده می شود.

7 نوع بادسنج مختلف :

– بادسنج فنجانی

– بادسنج های پروانه ای

– بادسنج های سیم داغ

– بادسنج های دستی

– بادسنج های اولتراسونیک

– بادسنج های فشار

– بادسنج های لوله ای

بادسنج فنجانی :

این رایج ترین نوع بادسنج است. بادسنج چرخشی فنجانی اولین بار توسط روبی سان در انگلستان اختراع شد. در آن زمان چهار فنجان بود. بعدها، جان پترسون یک فنجان را برداشت و به جای آن از سه فنجان استفاده کرد. سه فنجان ها خالی و به صورت نیمکره ای با زاویه ای یکسان دارند و روی قابی ثابت شده اند، همه در امتداد یک طرف هستند و کل قاب و فنجان باد روی یک محور آزادانه قابل چرخش نصب شده اند. فنجان باد تحت تأثیر باد حول محور خود می چرخد ​​و سرعت آن متناسب با سرعت باد است. سرعت چرخش را می توان با کنتاکت های الکتریکی، تاکوژنراتور یا شمارنده فوتوالکتریک ثبت کرد. بادسنج سه فنجانی یک ابزار اندازه گیری رایج در ایستگاه های هواشناسی است.

مزایا: بادسنج فنجان باد یک سنسور باد بسیار پرکاربرد است. این دارای مزایای محدوده اندازه گیری بادهای زیاد و تند، مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. بادسنج فنجانی ارزان است و دارای مواد مختلفی برای انتخاب است، مانند بادسنج آلیاژ آلومینیوم و بادسنج پلی کربنات.

معایب: بادسنج سه فنجانی که در حال حاضر استفاده می شود، بیشتر با تجربه و آزمایش تعیین می شود و هیچ مبنای نظری کاملی برای راهنمایی وجود ندارد. بنابراین، مشخص نیست که خطی بودن بادسنج تحت تأثیر پارامترهای فنجان باد قرار می گیرد.

بادسنج فنجانی

بادسنج های پروانه ای

این بادسنج با مجموعه ای از ملخ های سه پره یا چهار پره است که حول یک محور افقی می چرخند. ملخ در جلوی بادگیر به گونه ای نصب می شود که صفحه دوار آن همیشه رو به جهت باد باشد و سرعت چرخش آن متناسب با سرعت باد باشد.

صفحه چرخش تیغه بادسنج پروانه همیشه باید با جهت باد همسو باشد، بنابراین قسمت حسگر آن باید با جهت باد ترکیب شود. صفحه هوا به شکلی شبیه به بدنه هواپیما ساخته شده است و یک خط جریان خوب را حفظ می کند.

مزایا: استفاده آسان و گسترده، ساختار کلی در برابر خوردگی مقاوم است.

معایب: بادسنج پروانه اغلب در قسمت مربوط به تیغه و بدنه در هوای سرد یخ می زند و نمی تواند به طور عادی کار کند، که باعث ایجاد مشکلات بزرگ در کار رصد واقعی آب و هوا می شود و باعث کمبود طولانی مدت داده های آب و هوا می شود.

بادسنج های پروانه ای

بادسنج های سیم داغ

بادسنج سیم داغ به ابزار اندازه گیری سرعت اشاره دارد که سیگنال های سرعت جریان باد را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. اصل کار این است که یک سیم فلزی نازک (به نام سیم داغ) که توسط الکتریسیته گرم می شود در جریان هوا قرار دهیم. مقدار اتلاف گرما سیم داغ در جریان هوا به میزان جریان مربوط می شود و اتلاف گرما باعث تغییر دمای سیم داغ می شود تا باعث تغییر مقاومت شود، سیگنال نرخ جریان تبدیل به سیگنال الکتریکی می شود.

دو نوع سرعت باد وجود دارد: گرمایش غیر مستقیم و گرمایش مستقیم. نوع گرمایش غیرمستقیم به طور کلی سیم مسی منگنزی است، ضریب دمای مقاومت آن نزدیک به صفر است و سطح آن علاوه بر این به عناصر اندازه گیری دما مجهز است. نوع گرمایش مستقیم بیشتر سیم پلاتینی است که می تواند به طور مستقیم دمای آن را در حین اندازه گیری سرعت باد اندازه گیری کند. بادسنج در سرعت باد کم، حساسیت بالایی دارد و برای اندازه گیری سرعت باد کوچک مناسب است. ثابت زمانی آن تنها چند صدم ثانیه است و ابزار مهمی برای تلاطم اتمسفر و اندازه گیری هواشناسی کشاورزی است.

مزایا: بادسنج پرسرعتی است که حتی در سرعت های پایین نیز قابل اندازه گیری است. قابل حمل و کارکرد آسان. نیازی به نرم افزار خاصی نیست.

معایب: بادسنج با سیم گرم به راحتی تحت تأثیر دمای محیط قرار می گیرد و تغییر دمای آن یکی از مهمترین منابع خطا است. دوم اینکه این بادسنج گران و پرهزینه است.

بادسنج های سیم داغ

بادسنج های دستی :

بادسنج دستی یک دستگاه قابل حمل اندازه گیری سرعت باد است. از نقطه نظر فنی، بادسنج می تواند تا سرعت 30 متر بر ثانیه را بخواند. سرعت حدود 108 مایل در ساعت و دقت حدود 2٪ است. این بادسنج با باتری کار می کند. اگر می خواهید کمپ بزنید، پیاده روی کنید، دریانوردی کنید و فعالیت هایی را در فضای باز شکار کنید که ممکن است نیاز به دانستن جهت باد یا اطلاعات سرعت باد داشته باشند، این نوع تجهیزات بهترین انتخاب هستند.

مزایا: بادسنج دستی ساختار کوچکی دارد و حمل آن راحت است، نیازی به نصب ندارد و استفاده از آن راحت است. ارزان قیمت است. ظاهر نفیسی دارد.

معایب: محدوده سرعت باد اندازه گیری شده کوچک است و داده ها را نمی توان از راه دور مشاهده کرد. این بادسنج با باتری کار می کند و باتری آن نیاز به جداسازی مکرر و تعویض باتری ها دارد.

بادسنج های دستی

بادسنج های اولتراسونیک :

این یک ابزار اندازه گیری سرعت و جهت باد است که از ارسال پالس های صوتی برای اندازه گیری زمان یا فرکانس (تبدیل داپلر) در انتهای گیرنده برای محاسبه سرعت و جهت باد استفاده می کند.

سرعت انتشار امواج صوتی در جو واقعی برابر است با مجموع سرعت انتشار امواج صوتی در اتمسفر ساکن و سرعت جریان هوا در جو. بنابراین، در یک فاصله معین، بین زمان لازم برای انتشار امواج صوتی در سمت پایین و مخالف باد تفاوت وجود دارد. با اندازه گیری این اختلاف زمانی می توان سرعت هوا را به دست آورد، یعنی با اندازه گیری این اختلاف زمانی می توان به اندازه گیری سرعت هوا پی برد که اصل کار بادسنج اولتراسونیک است.

بادسنج اولتراسونیک ابزار پیشرفته تری برای اندازه گیری سرعت و جهت باد است. از آنجایی که کاستی های ذاتی بادسنج های مکانیکی را برطرف می کند، می تواند به طور معمول در تمام شرایط آب و هوایی و برای مدت طولانی کار کند و بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این یک جایگزین قدرتمند برای بادسنج های مکانیکی خواهد بود.

مزایا: بدون قطعات متحرک، بدون سایش مکانیکی. پاسخ زمانی سریع است، حساسیت بالا است و حداقل سرعت تشخیص باد می تواند به چند سانتی متر در ثانیه برسد.

معایب: نصب پیچیده تر و قیمت گران تر است.

بادسنج های اولتراسونیک

باد سنج فشاری :

بادسنج فشاری از اختلاف فشار کل باد و فشار استاتیک برای اندازه گیری سرعت باد استفاده می کند. از طریق لوله پیتوت دوتایی، یک نازل رو به جهت جریان هوا است و فشار کامل جریان هوا را حس می کند و نازل دیگر در پشت جهت جریان هوا قرار دارد. به دلیل اثر مکش، فشار القایی کمتر از فشار استاتیک است. اختلاف فشار ناشی از دو لوله با سرعت باد رابطه مشخصی دارد.

متداول ترین بادسنج فشاری که استفاده می شود لوله پیتو است. لوله پیتو به نام مخترع و مهندس فرانسوی آن، هانری پیتو نامگذاری شده است. از یک پروب فشار کل و یک پروب فشار استاتیک تشکیل شده است. برای اندازه گیری سرعت باد از اختلاف فشار کل (فشار ایستایی) هوای جاری و فشار استاتیکی یعنی فشار دینامیکی استفاده می شود. در بالای سر لوله پیتوت، رو به جریان ورودی، یک سوراخ کوچک باز می شود که برای احساس فشار کل سیال استفاده می شود.

در حدود سه برابر قطر لوله از سر، چندین سوراخ کوچک در اطراف دیواره لوله باز می شود. این سوراخ های کوچک باید عمود بر دیوار باشند و برای احساس فشار ساکن سیال در حین استفاده، استفاده شوند. سوراخ های کوچک روی سر و سوراخ های کوچک روی دیواره به دو خط لوله متصل می شوند که به یکدیگر متصل نیستند و به ترتیب به دو سر گیج فشار دیفرانسیل متصل می شوند. با توجه به خوانش گیج فشار دیفرانسیل و محاسبات با استفاده از فرمول های مربوطه می توان نقطه اندازه گیری شده را بدست آورد.

مزایا: پایداری بالا برای اندازه گیری فشار مثبت، فشار منفی و فشار تفاضلی گاز در محدوده فشار 3000Pa و همچنین اندازه گیری سرعت باد و حجم هوا مناسب است.

معایب: محیط استفاده نسبتا تک است و چندان کاربردی نیست.

باد سنج فشاری

بادسنج های لوله ای :

بادسنج لوله ای برای اندازه گیری سرعت باد لوله طراحی شده است. واحد اندازه گیری سرعت باد با دقت بالا حساس است و می تواند سرعت باد کوچک را با ثبات خوب به سرعت و با دقت اندازه گیری کند. در عین حال، مقدار حجم هوای بلادرنگ را می توان با توجه به سطح مقطع لوله ای که برای اندازه گیری تنظیم شده است، محاسبه کرد. بادسنج لوله ای از طراحی مدار ضد تداخل استفاده می کند که می تواند تداخل های مختلف الکترومغناطیسی قوی مانند اینورترهای در محل را تحمل کند. این سیم کشی ترمینال پیچی ندارد و استفاده از آن راحت تر است.

بادسنج لوله ای از اصل تعادل سیم داغ برای اندازه گیری سرعت باد استفاده می کند. سرعت پاسخ سریع است و سرعت باد شروع کم است.

مزایا: می تواند سرعت باد را در فضاهای محدود مانند لوله، HVAC و غیره اندازه گیری کند و اندازه گیری دقیق است.

معایب: باید پانچ شود و نصب آن پیچیده تر است.

بادسنج های لوله ای

نتیجه:

بادسنج ها انواع مختلفی دارند و شما می توانید بادسنج را با توجه به نیازها و کاربردهای خاص خود انتخاب کنید. اگر در مورد انتخاب بادسنج سوالی دارید حتما از تکنسین های حرفه ای سوال کنید.

گردآوری: بخش دانش کسب و کار بیتوته