بادسنج چیست و چگونه کار می کند ؟

بادسنج
  بادسنج (به انگلیسی: anemometer) دستگاهی برای سنجش سرعت باد است. به‌طور کلی بادسنج‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: گروهی سرعت باد را اندازه می‌گیرند و گروه دیگر فشار باد را. اما از آنجا که سرعت و فشار باد با هم رابطه دارند، با سنجش هر یک از این دو کمیت می‌توان دیگری را محاسبه نمود.

آنمومتر چیست و چگونه کار می کند ؟

بیشتر آنمومترها با شمارش تعداد چرخش ها در آرایه دایره ای خود از جمله فنجان ها  ، “آسیاب بادی”  و     پره ها  در یک دوره زمانی کار می کنند.

سپس این اندازه گیری ها به منظور محاسبه سرعت باد بر حسب واحدهایی مانند مایل بر ساعت ، کیلومتر بر ساعت ، متر بر ثانیه و یا در مورد برنامه های قایق رانی بر حسب “گره دریایی”  تفسیر می شوند.

بیشتر آنمومترها در یکی از این دو گروه کلی قرار می گیرند : “آنمومترهای توربینی”  و “آنمومترهای فنجانی”  .

در هر دو مورد از آنجا که باد از طریق آنها نفوذ می کند و قطعات آنها را حرکت می دهد ، تعداد چرخش بر ثانیه را شمارش می کنند.

آنمومتر با ارزیابی سرعت چرخش ها قادر به محاسبه سرعت باد در یک واحد اندازه گیری متداول است.

همچنین نوع سومی از آنمومترها به نام “آنمومتر سیم داغ”  وجود دارد که یک جزء را گرم می کند سپس سرعت خنک شدن جزء را اندازه گیری می کند.

آنمومتر برای چه استفاده می شود ؟

آنمومتر برای اندازه گیری سرعت باد است.

بعضی آنمومترها 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 آنمومتر 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 آنمومتر برای اندازه گیری خروجی یک واحد مورد عیب یابی استفاده کند.

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

همچنین از آنمومتر برای محاسبه باد مخالف استفاده می شود.

یک سنجشگر توربین بادی ممکن است از یک آنمومتر قابل حمل دستی برای تعیین اینکه آیا یک منطقه خاص از نظر بادی مکان مناسبی است ، استفاده کند.

واحد اندازه گیری آنمومتر چیست ؟

آنمومترها سرعت باد را بر حسب واحد های مختلفی اندازه می گیرند.

به طور کلی یک آنمومتر گران تر و پیچیده تر ، واحدهای اندازه گیری بیشتری را ارائه می دهد.

واحدهای اندازه گیری آنمومتر ممکن است شامل :

MPH  یا مایل بر ساعت

Km /H  یا کیلومتر بر ساعت
Knots برای قایقرانی
فوت بر دقیقه
متر بر ثانیه
 

دقت آنمومتر چیست ؟

آنمومترهای مختلف دارای سطوح دقت متفاوتی هستند.

به طور کلی از یک دستگاه گران تر می توان دقت بالاتری را انتظار داشت.

محدوده دقت آنمومتر دستی و با کیفیت مناسب3 %  است.

این بدان معنی است که اگر باد با سرعت 20 مایل بر ساعت در حال وزیدن باشد ، دستگاه ممکن است هر جایی بین MPH 4/19 و MPH 6/20 را ثبت کند.

آنمومترهای علمی تخصصی مانند آنمومترهای التراسونیک ممکن است محدوده دقت بالاتری داشته باشند.

چگونه یک آنمومتر سرعت باد را اندازه گیری می کند ؟

اکثر آنمومترها دارای یک بخش حرکتی می باشند که در باد می چرخد ، به طوری که در باد شدیدتر ، بیشتر می چرخد.

شمارنده آنمومتر تعداد چرخش ها بر ثانیه یا دقیقه ( یا هر فاصله دیگر) را می شمارد و سپس سرعت باد را بر حسب واحدی که برای خواندن تنظیم شده ، نشان می دهد.

بادسنج پره ای :

بادسنج های پره ای یکی دیگر از اشکال سرعت سنج باد می‌باشند ، این بادسنج ها اشکالی شبیه آسیاب بادی یا ملخ هواپیما دارند که بر خلاف بادسنج رابینسون ، که محور چرخش آن عمودی است ، باید محوری موازی با جهت باد و افقی داشته باشند.

از آنجایی که جهت باد متغیر است و محور باید تغییرات آن را دنبال کند ،  بادسنج باید از بادگیر یا برخی دیگر از ابزارها برای تحقق این هدف استفاده کند. یک بادسنج پره ای دارای یک پروانه و یک دم در یک محور مرکب درحال چرخش می باشد تا سرعت و جهت باد را به طور دقیق اندازه گیری کند. سرعت پروانه ها توسط یک شمارنده دور اندازه گیری می شود و توسط یک تراشه الکترونیکی یا میکروکنترلر به سرعت باد تبدیل می شود.

ترکیب پره ها و تراشه الکترونیکی در تجهیزات بادسنج دیجیتال که جهت حرکت هوا همیشه یکسان است برای سنجش تهویه معادن و ساختمانها استفاده می‌شود

بادسنج هات وایر

بادسنج های هات وایر از یک سیم ریز (به اندازه چند میکرومتر) با حرارت و دمای بالاتر از محیط استفاده می‌کنند. هوایی که از سیم عبور می‌کند سیم را خنک می‌کند. از آنجا که مقاومت الکتریکی اکثر فلزات به دمای فلز بستگی دارد (نظیر تنگستن که یک انتخاب رایج برای انواع هات وایر است) ، می‌توان بین مقاومت سیم و سرعت هوا رابطه ای برقرار کرد. هات وایر ها عمدتا برای سنجش جهت باد استفاده نمیشوند

چندین روش برای ساخت انواع هات وایر وجود دارد. دستگاه های هات وایر را می‌توان بیشتر به عنوان CCA (بادسنج جریان ثابت) ، CVA (بادسنج ولتاژ ثابت) و CTA (بادسنج دما ثابت) طبقه بندی کرد.

ولتاژ خروجی در این بادسنج ها در نتیجه ی نوعی مدار الکترونیکی است که بر اساس متغیری خاص (جریان ، ولتاژ یا دما)  مطابق قانون اهم کار میکند

علاوه بر این ، در بادسنج های های هات وایر از  PWM (تعدیل عرض پالس) نیز استفاده می‌شود.

بادسنج های هات وایر (سیم داغ) ، در حالی که بسیار ظریف هستند ، فرکانس و پاسخ زمانی بسیار خوب و وضوح بسیار بالایی در مقایسه با سایر روش های اندازه گیری دارند و به همین دلیل برای مطالعه دقیق جریانهای آشفته یا هر جریان هوایی که در آن نوسانات سرعت وجود دارد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عمدتا نسخه های صنعتی بادسنج هات وایر یا فلومتر حرارتی از همان مفهوم پیروی می کنند. اما از دو پین یا سیم برای نظارت بر تغییرات دما استفاده می‌کنند. این دستگاه ها دارای سیمهای ریز هستند ، اما محصور شدن سیمها در غلاف سنسور باعث می‌شود دوام بیشتری داشته باشند و بتوانند جریان هوا ، گاز و انتشار گازها در لوله ها ، مجاری و… را به طور دقیق اندازه گیری کنند.

بهترین نوع جریان سنج کدام است؟

هیچ فلومتری در دنیا وجود ندارد که برای همه برنامه ها مناسب باشد. انتخاب فن آوری مناسب برای برنامه شما نیاز به نوشتن مشخصات جریان دارد که استفاده از فلومتر را پوشش می دهد. معمولاً معاملات متقابل با هر نوع متر وجود دارد ، بنابراین دانستن مشخصات مهم بسیار مهم خواهد بود.

چیزهایی که باید بدانید :

گاز یا مایعات اندازه گیری می شوند؟
حداقل و حداکثر سرعت جریان.
شرایط لازم چیست؟
درجه حرارت و گرانروی سیال.
سازگاری سیال با مصالح ساختمانی (به راهنمای سازگاری مواد ما مراجعه کنید)
حداکثر فشار در محل.
افت فشار مجاز است؟
آیا کنتور در مکانی خطرناک که ممکن است گازهای انفجاری در آن حضور داشته باشد نصب شده است؟
آیا جریان سیال پیوسته یا متناوب است؟
به چه نوع سیگنال خروجی یا بازخوانی نیاز دارید؟
از اطلاعات جمع آوری شده خود برای خرید بادسنج مناسب استفاده کنید و این موارد را نیز دز نظر بگیرید (به عنوان مثال توربین ها برای مایعات چسبناک کار نمی کنند ، کنتورهای Coriolis به اندازه کافی سریع برای جریان تزریق جواب نمی دهند ، کنتورهای جابجایی مثبت برای قطرهای بزرگ لوله مانند 12 کارآمد نیستند)

سپس می توانید با مقایسه ای که از فن آوری های باقیمانده دارید اقدام به انتخاب بهترین باد سنج کنید. کنتورهای دقیق بر اساس قابلیت های آنها قیمت گذاری شده اند.

قبل از صرفه جویی در هزینه ، بهتر است نوع کنتور را متناسب با برنامه خود قرار دهید. شرایط شدید خود را مانند سرعت کم جریان ، فشار زیاد یا دما یا نیاز به اندازه گیری در یک محدوده عملیاتی گسترده را از نزدیک ارزیابی کنید.

اگر این شرایط برای کیفیت برای شما بسیار مهم است ، از گزینه های ارزان قیمت دیگری که خارج از قابلیت های آنها اعمال می شود استفاده نکنید.