مبدأ عمل مستشعر سرعة الرياح

يُعدّ مستشعر سرعة الرياح من المستشعرات الشائعة التي تقيس سرعة الرياح وحجم الهواء بشكل مستمر. وتنقسم مستشعرات سرعة الرياح عمومًا إلى أنواع ميكانيكية (تعتمد بشكل أساسي على المراوح وأكواب قياس الرياح)، ومستشعرات الهواء الساخن، ومستشعرات أنبوب بيتوت، ومستشعرات الموجات فوق الصوتية التي تعتمد على المبادئ الصوتية.

أولاً، مبدأ عمل مستشعر سرعة الرياح للمروحة

نعلم أن المروحة الكهربائية تُدار بواسطة محرك لتدوير شفراتها، مما يُحدث فرقًا في الضغط بين مقدمة الشفرات ومؤخرتها، وهو ما يُعزز تدفق الهواء. أما مبدأ عمل مقياس سرعة الرياح بالمروحة فهو عكس ذلك تمامًا. إذ يتعرض نظام الشفرات المُحاذي لتدفق الهواء لضغط الرياح، ويتولد عزم التواء معين لتدوير نظام الشفرات. عادةً ما يقيس مستشعر سرعة المروحة سرعة الرياح عن طريق تدوير مجموعة من المراوح ثلاثية أو رباعية الشفرات حول محور أفقي. تُركّب المروحة عادةً في مقدمة دوّارة الرياح بحيث يكون مستوى دورانها دائمًا مُواجهًا لاتجاه الرياح، وتكون سرعتها مُتناسبة مع سرعة الرياح.

ثانيًا، مبدأ عمل مستشعر سرعة الرياح ذي الكأس الهوائي

مستشعر سرعة الرياح ذو الكأس هو مستشعر شائع جدًا، اخترعه روبي صن في إنجلترا. يتكون جزء الاستشعار من ثلاثة أو أربعة أكواب فارغة مخروطية الشكل أو نصف كروية. يُثبّت غلاف الكأس المجوف على دعامة نجمية ثلاثية الشعب بزاوية 120 درجة أو دعامة متقاطعة بزاوية 90 درجة. تُرتّب الأسطح المقعرة للكأس في اتجاه واحد، ويُثبّت إطار الذراع المتقاطع بالكامل على محور دوران رأسي.

عندما تهب الرياح من اليسار، يكون كوب الرياح 1 موازيًا لاتجاه الرياح، ويكون مركّب قوة الضغط المؤثر عليه في الاتجاه العمودي على محوره مساويًا للصفر تقريبًا. يتقاطع كوبا الرياح 2 و3 مع اتجاه الرياح بزاوية 60 درجة. بالنسبة لكوب الرياح 2، يواجه سطحه المقعر الرياح ويتحمل ضغطها؛ أما كوب الرياح 3 فله سطح محدب يواجه الرياح، مما يجعل ضغط الرياح عليه أكبر من ضغط كوب الرياح 2. نتيجةً لاختلاف الضغط بين كوبي الرياح 2 و3 في الاتجاه العمودي على محورهما، يبدأ كوب الرياح بالدوران في اتجاه عقارب الساعة. كلما زادت سرعة الرياح، زاد فرق الضغط الأولي، وبالتالي زاد التسارع الناتج، مما يؤدي إلى زيادة سرعة دوران كوب الرياح.

بعد أن تبدأ أكواب قياس الرياح بالدوران، ونظرًا لأن الكوب الثاني يدور في اتجاه الرياح، ينخفض ​​ضغط الرياح نسبيًا، بينما يدور الكوب الثالث بنفس السرعة عكس اتجاه الرياح، فيزداد ضغط الرياح نسبيًا. وبعد فترة زمنية (عندما تكون سرعة الرياح ثابتة)، يصبح فرق الضغط الجزئي المؤثر على أكواب قياس الرياح الثلاثة صفرًا، فتدور الأكواب بسرعة ثابتة. وبهذه الطريقة، يمكن تحديد سرعة الرياح بناءً على سرعة دوران أكواب قياس الرياح (عدد الدورات في الثانية).

عند دوران كوب قياس سرعة الرياح، فإنه يُحرك قرص القطع متعدد الأسنان المحوري أو القضيب المغناطيسي، ويتم الحصول على إشارة نبضية تتناسب مع سرعة الكوب عبر الدائرة الكهربائية. يقوم العداد بعدّ هذه الإشارة، ومن ثمّ يمكن الحصول على القيمة الفعلية لسرعة الرياح بعد التحويل. في الوقت الحالي، يعتمد مقياس سرعة الرياح الدوّار الجديد على ثلاثة أكواب، ويُعدّ أداء الكوب المخروطي أفضل من أداء الكوب نصف الكروي. عند ازدياد سرعة الرياح، يستطيع الكوب الدوّار زيادة سرعته بسرعة للتكيف مع تدفق الهواء. أما عند انخفاض سرعة الرياح، وبسبب تأثير القصور الذاتي، لا تنخفض السرعة فورًا. عادةً ما تكون سرعة الرياح التي يُشير إليها مقياس سرعة الرياح الدوّار في الرياح العاصفة أعلى من القيمة الحقيقية، مما يُؤدي إلى خطأ كبير (يبلغ متوسط ​​الخطأ الناتج حوالي 10%).

تلتزم شركة رويي كارد بتطوير وتوفير منتجات وخدمات ذكية لرصد البيئة تعتمد على إنترنت الأشياء، وتتميز بفعاليتها من حيث التكلفة، وتشمل هذه المنتجات: قياس طاقة الرياح، وقياس الإشعاع الشمسي، ومراقبة جودة الهواء، والرصد الهيدروميتورولوجي، وقياس حالة جدران التربة، ومراقبة جودة المياه، ومسجلات جمع البيانات، ومحطات الأرصاد الجوية ومحطات الرصد المختلفة. تُستخدم هذه المنتجات على نطاق واسع في مجالات الأرصاد الجوية والرصد البيئي، مثل توليد الطاقة الكهروضوئية، والزراعة الذكية، وتربية الأحياء المائية، ومعالجة مياه الصرف الصحي، ومراقبة جودة الهواء، وتوليد طاقة الرياح، ومراقبة حركة المرور.

ترفض شركة رويي كارد الرداءة، وتسعى إلى الكمال، وتلتزم بتزويد المستخدمين بأدوات وحلول قياس دقيقة وعالية الجودة وذكية.

وتؤكد شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة أيضاً أن المستهلكين الذين يرغبون في الحصول على سلع منتجة بطريقة أخلاقية يقومون بعمل البحث عنها.

تتوفر لدينا منتجات عالية الجودة في شركة ريكا سينسورز، نرحب بزيارتكم.

القاعدة الأساسية الوحيدة لإضافة الرسوم المتحركة هي الحفاظ على جودة عالية في حلول الاستشعار.

تقدم شركة هونان ريكا للتقنية الإلكترونية المحدودة أفضل المنتجات للاستخدام الداخلي والخارجي. للعثور على المنتج الأمثل لك بأسعار مميزة، تفضل بزيارتنا في ريكا سينسورز.

نريد أن نكون حذرين ومتأنينين في تطوير مستشعرات ريكا، بدءًا من المنصة التي نختارها، إلى الطريقة التي نتعامل بها معها، إلى الأساليب التي نستخدمها.