كيفية اختيار أجهزة استشعار سرعة واتجاه الرياح الميكانيكية والموجات فوق الصوتية؟

كيفية اختيار أجهزة استشعار سرعة واتجاه الرياح الميكانيكية والموجات فوق الصوتية ؟

في البيئة الطبيعية، تُعد سرعة الرياح واتجاهها من العوامل المناخية الهامة في رصد البيئة. فالرياح تؤثر دائمًا على حياتنا. وفي المجتمع الحديث، ومع التقدم التكنولوجي، يُستخدم رصد اتجاه الرياح وسرعتها. وقد شاع استخدام أجهزة استشعار اتجاه الرياح في علم الأرصاد الجوية.

يوجد حاليًا نوعان من أجهزة رصد سرعة واتجاه الرياح: الأول هو أجهزة استشعار ميكانيكية، والآخر هو أجهزة استشعار تعمل بالموجات فوق الصوتية. هذان النوعان شائعان في حياتنا اليومية. ما أوجه التشابه والاختلاف بين هذين الجهازين؟ وهل توجد مشاكل في الدقة؟ وكيف نختار الأنسب؟ سأشرح ذلك بالتفصيل أدناه.

لنبدأ أولاً بالحديث عن مستشعر سرعة واتجاه الرياح الميكانيكي. مستشعر سرعة واتجاه الرياح غير مدمج، وينقسم إلى مستشعر سرعة الرياح ومستشعر اتجاه الرياح.

مستشعر سرعة الرياح

يُعدّ مستشعر سرعة الرياح نوعًا من المستشعرات الميكانيكية التي تقيس سرعة الرياح وحجم الهواء بشكل مستمر (حجم الهواء ÷ سرعة الرياح × مساحة المقطع العرضي). ويُعدّ مستشعر سرعة الرياح من نوع "كأس الرياح" الأكثر شيوعًا. وتشير الروايات إلى أن روبنسون هو أول من اخترع هذا المستشعر في المملكة المتحدة. يتكون جزء القياس من ثلاثة أو أربعة أكواب نصف كروية للرياح، مثبتة على حامل دوار عمودي على الأرض بزوايا متساوية في اتجاه واحد.

مستشعر اتجاه الرياح

يستشعر مستشعر اتجاه الرياح اتجاه الرياح من الخارج عن طريق دوران مؤشر اتجاه الرياح، ويرسل هذه المعلومات إلى جهاز التشفير المحوري، ويُخرج في الوقت نفسه قيمةً فيزيائيةً تُشير إلى اتجاه الرياح. يعتمد هيكله الرئيسي على بنية دوارة الرياح، فعندما تهب الرياح باتجاه ذيل الدوارة، يُشير مؤشرها إلى اتجاه الرياح. وللحفاظ على حساسية المستشعر للاتجاه، تُستخدم آليات داخلية مختلفة لتحديد اتجاه الرياح.

مستشعر سرعة واتجاه الرياح بالموجات فوق الصوتية

يعتمد مبدأ عمل الموجات فوق الصوتية على استخدام طريقة فرق التوقيت لقياس سرعة واتجاه الرياح. ونظرًا لسرعة انتشار الصوت في الهواء، فإنه يتراكب مع سرعة تدفق الهواء في اتجاه الرياح. فإذا كان اتجاه انتشار الموجة فوق الصوتية هو نفسه اتجاه الرياح، فإن سرعتها تزداد؛ وعلى العكس، إذا كان اتجاه انتشارها معاكسًا لاتجاه الرياح، فإن سرعتها تتباطأ. لذلك، في ظل ظروف قياس ثابتة، يمكن ربط سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء بدالة سرعة الرياح. ويمكن الحصول على سرعة واتجاه الرياح بدقة عن طريق الحساب. وبما أن سرعة الموجة الصوتية تنتشر في الهواء تتأثر بشكل كبير بدرجة الحرارة؛ فإن مستشعر سرعة الرياح يرصد اتجاهين متعاكسين على قناتين، لذا فإن تأثير درجة الحرارة على سرعة الموجة الصوتية يكاد يكون معدومًا.

باختصار، نظرًا لأن مستشعر اتجاه الرياح ومستشعر سرعة الرياح مصممان بهيكل ميكانيكي ويحتويان على أجزاء دوارة، فإن الحد الأدنى لسرعة الرياح قبل بدء المراقبة هو شرط التشغيل. إذا كانت سرعة الرياح أقل من قيمة البداية، فلن يتمكن المروحة أو الرياح من الدوران، وبالتالي لن يكون بالإمكان مراقبة الكوب. على النقيض من ذلك، يعمل مستشعر سرعة واتجاه الرياح بالموجات فوق الصوتية. وتتمثل الميزة الأبرز لهذا الجهاز في أنه لا يتطلب سرعة رياح ابتدائية، بل يمكنه العمل حتى في ظروف انعدام سرعة الرياح، ويحتاج إلى جهازين مختلفين عن مستشعر سرعة واتجاه الرياح الميكانيكي. يدمج هذا الجهاز طريقتين للمراقبة، حيث يقوم بالكشف والإخراج في آن واحد.

مع التطور السريع لإنترنت الأشياء، يزداد الطلب على دقة رصد العناصر المناخية. يُمكن استخدام أجهزة استشعار سرعة واتجاه الرياح فوق الصوتية للتغلب على أوجه القصور الكامنة في أجهزة قياس سرعة واتجاه الرياح الميكانيكية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في جميع الأحوال الجوية وعلى المدى الطويل. وإذا أمكن خفض تكلفتها في المستقبل، فستُصبح بديلاً فعالاً لأجهزة قياس سرعة الرياح الميكانيكية.

تتمحور سياسة التنافسية لشركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة حول التجمعات القائمة كمنصة لرفع مستوى أساسيات الاقتصاد الجزئي، حيث تهدف السياسات الهيكلية إلى تغيير التركيبة الصناعية للاقتصاد بشكل مباشر.

تلتزم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة بجذب وتطوير والحفاظ على قوة عاملة متنوعة تعكس طبيعة أعمالنا العالمية.

يُعدّ هذا المنتج من أفضل المنتجات المتوفرة في السوق اليوم، كما أن حلول الاستشعار منتج مشهور في العديد من الأسواق الخارجية.

بينما يمكن لأنظمة مراقبة البيئة وحلول أجهزة الاستشعار من الشركات المصنعة الأصلية أن تساعد في تحقيق دقة عالية.

نحن نوفر لكم حلولاً لأجهزة الاستشعار بأسعار منخفضة للغاية.