كيف يعمل مقياس شدة الريح؟
مقياس شدة الريح هو أداة تستخدم لقياس سرعة الرياح. هناك أنواع كثيرة. محطة الأرصاد الجوية شائعة الاستخدام هي مقياس شدة الريح على شكل كأس الرياح.
يتكون من ثلاثة أكواب مخروطية مكافئة مثبتة على بعضها البعض بزاوية 120 درجة على حامل.
يتم تثبيت جزء الاستشعار بالكامل على محور دوران عمودي. تحت تأثير الريح، يدور كوب الريح حول محوره بسرعة تتناسب مع سرعة الريح.
المبدأ الأساسي لمقياس شدة الريح هو وضع سلك معدني رفيع في السائل وتسخينه بتيار كهربائي لجعله أعلى من درجة حرارة السائل. ولذلك، تسمى أجهزة قياس شدة الريح "الأسلاك الساخنة".
عندما يتدفق السائل عبر سلك معدني في اتجاه عمودي، فإنه سيأخذ بعض الحرارة من السلك ويخفض درجة حرارته.
وفقا لنظرية انتقال الحرارة بالحمل، يمكن استنتاج أن هناك علاقة بين فقدان الحرارة Q للسلك الساخن وسرعة السائل v.
يتكون مسبار الخط الساخن القياسي من دعامتين يتم ربطهما بأسلاك رفيعة وقصيرة. عادة ما تكون الأسلاك المعدنية مصنوعة من البلاتين والروديوم والتنغستن ومعادن أخرى ذات نقاط انصهار عالية وليونة جيدة.
قطر السلك الشائع الاستخدام هو 5 ميكرومتر والطول 2 مم؛ يبلغ قطر المسبار الصغير 1 ميكرومتر فقط، ويبلغ الطول 0.2 مم. اعتمادًا على الغرض، يمكن أيضًا تصنيع مسبار السلك الساخن إلى سلك مزدوج، سلك ثلاثي، سلك قطري، على شكل V، على شكل X، إلخ.
من أجل تحسين القوة، يتم أحيانًا استخدام فيلم معدني بدلاً من الأسلاك المعدنية، وعادةً ما يتم رش فيلم معدني رفيع على الركيزة العازلة، وهو ما يسمى مسبار الفيلم الساخن.
يجب معايرة مسبار السلك الساخن قبل الاستخدام. يتم إجراء المعايرة الثابتة في نفق رياح قياسي خاص.
قياس العلاقة بين معدل التدفق وجهد الخرج ورسمها كمنحنى قياسي.
يتم إجراء المعايرة الديناميكية في مجال تدفق نابض معروف أو إضافتها إلى دائرة التسخين لمقياس شدة الريح.
