هيكل الاستشعار ومبدأ مقياس شدة الريح
يمكن أن توفر أجهزة قياس شدة الريح البيانات الأصلية المسجلة عن سرعة الرياح واتجاهها في المحطات الهيدروغرافية وحماية البيئة والزراعة والغابات ومحطات الطاقة والجزر والنقل والمناجم وغيرها من الصناعات.
يعتمد مستشعر مقياس شدة الريح على هيكل إطار دوار تقليدي مكون من كوبين. إنه يحول سرعة الرياح إلى سرعة دوران الإطار الدوار.
من أجل تقليل سرعة الرياح عند البدء، يتم استخدام كوب رياح خفيف الوزن مصنوع من مواد خاصة ودعامة تحمل الجوهرة. بعد اكتشافه بواسطة المستشعر، يقوم الجهاز المثبت على الإطار الدوار بإرسال الإشارة إلى المضيف للقياس.
يقوم المتحكم الدقيق الموجود في عينات مقياس شدة الريح بتصحيح وحساب إشارة الخرج الخاصة بمستشعر الرياح؛
أخيرًا، يُخرج الجهاز خمس معلمات: سرعة الرياح اللحظية/متوسط سرعة الرياح لمدة دقيقة واحدة/مستوى الرياح اللحظية/متوسط مستوى الرياح لمدة دقيقة واحدة/ارتفاع الموجة المطابق لمتوسط مستوى الرياح.
يتم عرض المعلمات المقاسة رقميًا مباشرةً على شاشة LCD الخاصة بالجهاز.
من أجل تقليل استهلاك الطاقة للأداة، اتخذت أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم الدقيقة في الأداة سلسلة من التدابير الخاصة لتقليل استهلاك الطاقة.
من أجل ضمان موثوقية البيانات، عندما يكون جهد مصدر الطاقة منخفضًا جدًا، تظهر علامة البطارية الموجودة أسفل الشاشة نقص الطاقة، مما يدفع المستخدم إلى أن جهد مصدر الطاقة منخفض جدًا وأن البيانات لم تعد موجودة موثوقة، ويجب استبدال البطارية في الوقت المناسب.
كيف يعمل مقياس شدة الريح
المبدأ الأساسي لمقياس شدة الريح هو وضع سلك معدني رفيع في سائل وتمرير تيار كهربائي لتسخين السلك بحيث تكون درجة حرارته أعلى من درجة حرارة السائل، لذلك يسمى مقياس شدة الريح السلكي "السلك الساخن". عندما يتدفق السائل عبر السلك في الاتجاه الرأسي، فإنه سيأخذ جزءًا من الحرارة من السلك، مما يتسبب في انخفاض درجة حرارة السلك. وفقا لنظرية التبادل الحراري بالحمل القسري، يمكن استنتاج أن هناك علاقة بين الحرارة Q المفقودة بواسطة السلك الساخن وسرعة السائل. يتكون مسبار السلك الساخن القياسي من دعامتين تمد سلكًا معدنيًا رفيعًا وقصيرًا، كما هو موضح في الشكل 2.1. عادة ما تكون الأسلاك المعدنية مصنوعة من معادن ذات نقاط انصهار عالية وليونة جيدة مثل البلاتين والروديوم والتنغستن. يبلغ قطر الأسلاك شائعة الاستخدام 5 ميكرومتر وطولها 2 مم؛ أصغر مسبار يبلغ قطره 1 ميكرومتر فقط وطوله 0.2 ملم. وفقًا للاستخدامات المختلفة، يتم تصنيع مجسات الأسلاك الساخنة أيضًا إلى أسلاك مزدوجة، وأسلاك ثلاثية، وأسلاك مائلة، وأشكال V، وأشكال X، وما إلى ذلك. من أجل زيادة القوة، يتم أحيانًا استخدام فيلم معدني بدلاً من السلك المعدني. عادة ما يتم رش طبقة معدنية رقيقة على ركيزة عازلة للحرارة، والتي تسمى مسبار الفيلم الساخن، كما هو موضح في الشكل 2.2. يجب معايرة مجسات الأسلاك الساخنة قبل الاستخدام. يتم إجراء المعايرة الثابتة في نفق رياح قياسي خاص، ويتم قياس العلاقة بين سرعة التدفق وجهد الخرج ورسمها في منحنى قياسي؛ يتم إجراء المعايرة الديناميكية في مجال تدفق نابض معروف، أو عن طريق إضافة دائرة تسخين إلى مقياس شدة الريح. يتم استخدام الإشارة الكهربائية النابضة الأخيرة للتحقق من استجابة التردد لمقياس شدة الريح بالسلك الساخن. إذا لم تكن استجابة التردد جيدة، فيمكن استخدام دائرة التعويض المقابلة لتحسينها.
يمكن تقسيم نطاق قياس سرعة التدفق من {{0}} إلى 100 م/ث إلى ثلاثة أقسام: السرعة المنخفضة: من 0 إلى 5 م/ث؛ السرعة المتوسطة: من 5 إلى 40 م/ث؛ السرعة العالية: 40 إلى 100 م/ث. يتم استخدام المسبار الحراري لمقياس شدة الريح لقياس دقيق من 0 إلى 5 م / ث؛ يعتبر مسبار العجلة الخاص بمقياس شدة الريح مثاليًا لقياس معدلات التدفق من 5 إلى 40 م / ث؛ ويتم استخدام أنبوب البيتوت للحصول على أفضل النتائج في نطاق السرعة العالية. نتيجة. معيار إضافي للاختيار الصحيح لمسبار سرعة التدفق لمقياس شدة الريح هو درجة الحرارة. عادةً ما تكون درجة حرارة تشغيل المستشعر الحراري لمقياس شدة الريح حوالي +-70C. يمكن أن يصل مسبار العجلة الخاص بمقياس شدة الريح الخاص إلى 350 درجة مئوية. يستخدم أنبوب بيتوت بدرجة حرارة أعلى من +350درجة مئوية.
