Anleitung zur Messung des Anemometers
Anemometer messen den Wind, also die horizontale Bewegung der Luft.
Die meteorologische Windbeobachtung umfasst zwei Teile: die Beobachtung der Windrichtung und die Beobachtung der Windgeschwindigkeit. Die Windrichtung und die Richtung des horizontalen Luftstroms werden bei bodengestützten meteorologischen Beobachtungen üblicherweise durch 16 geografische Richtungen dargestellt. Die Windgeschwindigkeit ist die Entfernung, die der Luftstrom pro Zeiteinheit zurücklegt, in m/s.
Neben der momentanen Windgeschwindigkeit und Windrichtung wird bei der Windmessung hauptsächlich die arithmetische Mittelwertmethode oder die Vektormittelwertmethode verwendet, um die durchschnittliche Windgeschwindigkeit und Windrichtung zu berechnen, oder die maximale Windrichtung wird anstelle der durchschnittlichen Windrichtung verwendet. Der durchschnittliche Wind bezieht sich im Allgemeinen auf den zeitlichen Durchschnitt des momentanen Windes, und die Differenz zwischen dem momentanen Wind und dem durchschnittlichen Wind ist der pulsierende Wind.
Zur Messung der Windrichtung wird eine Windfahne verwendet. Darüber hinaus kommen selbstaufzeichnende Methoden wie mechanische Übertragung, elektrische Übertragung und fotoelektrische Umwandlung zum Einsatz, um Änderungen der Windrichtung in Echtzeit aufzuzeichnen.
Die Windgeschwindigkeit wird mit einem Anemometer (oder Windmesser) gemessen. Zu den häufig verwendeten Anemometern (Anemometern) gehören:
(1) Rotationsanemometer (Anemometer);
(2) Druckanemometer: Nutzen Sie den Druckeffekt des Windes (der Winddruck ist proportional zum Quadrat der Windgeschwindigkeit), um die Windgeschwindigkeit zu messen.
(3) Thermisches Anemometer: Verwenden Sie die Eigenschaften im Zusammenhang mit der Wärmeableitungsrate des erhitzten Objekts und der umgebenden Luftströmungsgeschwindigkeit, um die Windgeschwindigkeit zu messen.
(4) Akustisches Anemometer: Nutzen Sie den funktionalen Zusammenhang zwischen der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen in der Atmosphäre und der Windgeschwindigkeit, um die Windgeschwindigkeit zu messen.
Der Fehler bei der Windgeschwindigkeitsmessung ist groß, was hauptsächlich durch den Hystereseeffekt des Anemometers (Windgeschwindigkeitsmessers) verursacht wird.
Unterschiede zwischen Anemometern
Dem Prinzip nach gibt es drei Haupttypen von Vor-Ort-Anemometermessungen: Differenzdrucktyp, Laufradtyp und Heißkugeltyp.
Die Differenzdruckmethode ist eine klassische Methode zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit in der Strömungsmechanik. Sie verwendet hauptsächlich ein Staurohr und ein Differenzdruckmessgerät, um den dynamischen Druck zu messen, und berechnet dann die Strömungsgeschwindigkeit anhand der Bernoulli-Gleichung. Die Vorteile dieser Methode sind eine niedrige Nachweisgrenze und eine hohe Empfindlichkeit, sie erfordert jedoch eine hohe Gleichmäßigkeit des Strömungsfelds. Bei Messungen in der Umgebung kann es aufgrund eines ungleichmäßigen Strömungsfelds leicht zu Ungenauigkeiten kommen. Daher wird die Druckdifferenzmethode hauptsächlich zur Messung der Windgeschwindigkeit in Luftkanälen verwendet.
Das Hauptprinzip des Heißkugel-Anemometers besteht darin, dass die Sonde eine konstante Temperatur einstellt. Die Luft strömt durch die Sonde und nimmt die Wärme ab. Dabei wird die Sonde auf die eingestellte Temperatur erhitzt. Während dieses Vorgangs erfasst das Instrument elektrische Signale und wandelt diese entsprechend in Windgeschwindigkeit um. Die Vorteile dieser Methode sind hohe Empfindlichkeit, große Reichweite und Anpassungsfähigkeit an Umgebungsmessungen. Der Nachteil besteht darin, dass der Platindraht, der die Heißkugel in der Sonde verbindet, relativ zerbrechlich ist. Wenn Sie während des Gebrauchs nicht vorsichtig sind, kann die Sonde beschädigt werden und kann nicht repariert werden. Derzeit ist das Heißkugel-Anemometer für den Hausgebrauch noch ein altmodisches Anemometer. Das Air Conditioning Institute des Institute of Construction Research hat eine fortschrittlichere alternative Technologie entwickelt. Die Heißkugel wird durch eine keramische Heißsäule ersetzt, die viel stärker ist als die Heißkugel.
Der Impellertyp verlässt sich hauptsächlich auf den Wind, um den Impeller zu drehen und elektromagnetische Signale für die Messung zu erzeugen. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass das Instrument relativ langlebig ist und häufig für Langzeitmessungen verwendet wird. Das Dreischalenanemometer, das bei meteorologischen Beobachtungen verwendet wird, verwendet ebenfalls das gleiche Prinzip. Der Nachteil besteht darin, dass die Empfindlichkeit leicht unterschiedlich ist.
