الحديث عن مستشعر سرعة واتجاه الرياح في طريقة قياس سرعة واتجاه الرياح

الحديث عن مستشعر سرعة واتجاه الرياح في طريقة قياس سرعة واتجاه الرياح

سرعة الرياح هي المسافة التي تقطعها الرياح في وحدة زمنية، أما الرياح فهي قوة تأثيرها على الأجسام. لا تُصنّف سرعة الرياح، بل تُصنّف الرياح نفسها، وتُعدّ سرعة الرياح أساسًا لتصنيفها. وبشكل عام، كلما زادت سرعة الرياح وشدتها، زادت قدرتها التدميرية.

1. لماذا ينبغي علينا التركيز على سرعة الرياح وقياسها؟

تُعدّ قوة الرياح وسرعتها مؤشرين هامين في البحوث المناخية، وهما عنصران أساسيان يحظيان باهتمام بالغ. ولا يقتصر تأثيرهما على الأنشطة اليومية فحسب، بل يمتدّ ليشمل أهمية بالغة في البحوث المناخية والملاحة وغيرها من المجالات. لذا، فإن قياس سرعة الرياح واتجاهها مسبقًا يُسهم في سلاسة سير مختلف الأنشطة.

ثانياً: ما هي الطرق المتاحة لقياس سرعة الرياح واتجاهها؟

وفقًا لمبدأ القياس، سأقدم الطرق التالية: القياس التقليدي، والقياس الميكانيكي، والقياس بالموجات فوق الصوتية، والقياس الحراري، وما إلى ذلك.

طريقة القياس التقليدية

1. قياس اتجاه الرياح: استخدم دوارة الرياح

يشير سهم اتجاه الرياح الموجود على زوج من دوارات الرياح إلى اتجاه الرياح في تلك اللحظة. عندما تشكل دوارة الرياح زاوية معينة مع اتجاه تدفق الهواء، يُولّد تدفق الهواء ضغطًا على ذيل دوارة الرياح. يتناسب حجم هذا الضغط مع إسقاط الشكل الهندسي لدوارة الرياح على المستوى الرأسي لاتجاه تدفق الهواء. يتميز رأس دوارة الرياح بمساحة صغيرة مواجهة للريح، بينما يتميز جناحها الخلفي بمساحة كبيرة. يُولّد فرق الضغط هذا ضغطًا هوائيًا يدفع دوارة الرياح للدوران حول محورها الرأسي حتى يصبح اتجاه الرياح موازيًا لاتجاه تدفق الهواء. يمكن ملاحظة اتجاه الرياح بسهولة من خلال الموقع النسبي بين دوارة الرياح ومؤشر السمت الرئيسي الثابت.

2. قياس سرعة الرياح: استخدم مقياس سرعة الرياح

يوجد على لوحة قياس ضغط الرياح لوحة مستطيلة الشكل، وبجوارها إطار مقوس الشكل مزود بأسنان طويلة وقصيرة. يشير عدد الأسنان الطويلة والقصيرة التي ترتفعها لوحة قياس ضغط الرياح إلى شدة الرياح. فكلما زادت شدة الرياح، ارتفع مستوى سرعة الرياح.

قياس الرياح الميكانيكية

يُشبه جهاز قياس سرعة الرياح الميكانيكي مقياس الرياح، وهو يشبه الساعة الميكانيكية ويُستخدم عادةً لقياس سرعة الرياح في البئر. يجب أولاً تقدير سرعة الرياح، ثم استخدام مؤشر الرياح وساعة الإيقاف لإعادة ضبط مؤشر مقياس الرياح وساعة الإيقاف إلى الصفر، ثم توجيه مقياس الرياح نحو اتجاه تدفق الرياح وعموديًا عليه. بعد 30 ثانية من توقف مقياس الرياح، يتم تشغيله وساعة الإيقاف في الوقت نفسه لبدء القياس. يُراعى إجراء قياسات سرعة الرياح في نفس المنطقة ثلاث مرات على الأقل، ويجب أن تتم عملية القياس بسلاسة. على سبيل المثال، يعتمد مستشعر سرعة واتجاه الرياح على طريقة قياس الرياح الميكانيكية التقليدية، مما يُحسّن استغلال طاقة الرياح ويدعم تطوير تقنيات طاقة الرياح الجديدة.

طريقة قياس السرعة بالموجات فوق الصوتية

يعتمد مبدأ عمل قياس سرعة الرياح بالموجات 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 حساب سرعة واتجاه الرياح.

طريقة قياس مبدأ قياس السعرات الحرارية

يُعدّ مقياس سرعة الرياح (الأنيمومتر) مثالًا نموذجيًا لقياس سرعة الرياح باستخدام مبدأ قياس السعرات الحرارية. يقوم مبدأ عمله على وضع سلك معدني رفيع في سائل، ثمّ تمرير تيار كهربائي لتسخين السلك. تُرفع درجة حرارة السلك المعدني إلى ما فوق درجة حرارة السائل، ولذلك يُطلق عليه اسم "مقياس سرعة الرياح السلكي". عندما يتدفق السائل عبر السلك المعدني عموديًا، فإنه يمتص جزءًا من حرارته، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته. وفقًا لنظرية التبادل الحراري بالحمل القسري، يمكن استنتاج وجود علاقة بين كمية الحرارة (Q) المفقودة من السلك الساخن وسرعة السائل (v). يُستخدم مقياس سرعة الرياح لقياس سرعات الرياح المنخفضة، ويتكون من جزأين: مسبار كروي ساخن وجهاز قياس. يحتوي المسبار على كرة زجاجية ملفوفة بحلقة من سلك النيكل والكروم، ومزدوجين حراريين حول الكرة. يتصل الطرف البارد للمزدوج الحراري بعمود من البرونز الفوسفوري، وهو مُعرّض مباشرةً لتدفق الهواء. عند مرور تيار كهربائي معين عبر حلقة التسخين، ترتفع درجة حرارة الكرة الزجاجية. وتعتمد درجة الارتفاع على سرعة الرياح؛ فكلما كانت سرعة الرياح منخفضة، كان الارتفاع كبيرًا، والعكس صحيح. ويُقاس مقدار الارتفاع على عداد الكهرباء بواسطة مزدوج حراري. وبناءً على قراءة العداد، يُفحص منحنى المعايرة لتحديد سرعة الرياح الحالية.

إذا كنت بحاجة إلى حلول استشعار من مصنعي المعدات الأصلية، مثل تلك المذكورة أعلاه، فيجب أن تكون قادرًا على إيجاد مزود موثوق يمكنك الاعتماد عليه عند الضرورة.

تهدف شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة إلى خلق قيمة فائقة لعملائنا وموظفينا ومجتمعاتنا ومستثمرينا من خلال إنتاج وتحويل وتوصيل وبيع الطاقة وخدمات الطاقة.

تنشأ الروابط الفريدة بين تصنيع حلول أجهزة الاستشعار والعملاء عندما تجد طرقًا للتواصل على مستوى شخصي وتفاعلي يتجاوز مجرد المنتج.

يُعد استخدام مواد عالية الجودة لإنتاج حلول الاستشعار أحد أهم أجزاء عملية التصنيع.

تُستخدم حلول أجهزة الاستشعار لأنظمة مراقبة البيئة بشكل أساسي لأجهزة الاستشعار الخاصة بالمصنعين الأصليين.