مبدأ وظيفة أجهزة استشعار سرعة الرياح أنبوب بيتوت
أنبوب بيتوت، المعروف أيضًا باسم "أنبوب سرعة الهواء"، "أنبوب سرعة الرياح"، هو قياس الضغط الإجمالي لتدفق الهواء والضغط الساكن لتحديد سرعة تدفق الهواء لجهاز أنبوبي، اخترعه الفرنسي إتش بيتوت وسمي.
من الصعب قياس سرعة تدفق الهواء مباشرة بالطرق التجريبية، ولكن يمكن قياس ضغط تدفق الهواء بسهولة باستخدام مقياس الضغط. يتم استخدامه بشكل أساسي لقياس سرعة الطائرة، ولكن لديه أيضًا مجموعة متنوعة من الوظائف الأخرى. ولذلك يمكن قياس الضغط باستخدام أنبوب بيتو ومن ثم يمكن حساب سرعة تدفق الهواء من خلال تطبيق نظرية برنولي. يتكون أنبوب بيتوت من رأس مستدير للغلاف المزدوج (انظر الشكل)، قطر الغلاف الخارجي D، في وسط الرأس المستدير O عند فتح فتحة ضغط كلي متصلة بالغلاف الداخلي، متصلة بأحد طرفي الأنبوب مقياس الضغط، قطر الثقب لـ {{0}}.3 ~ 0.6 D. في الغلاف الخارجي من السطح الجانبي لـ O حوالي 3 ~ 8 DC عند محيط المحيط افتح صفًا موحدًا من فتحات الضغط الساكن المتعامدة على جدار الغلاف الخارجي، والمتصلة بالمانومتر من جهة أخرى، تم وضع أنبوب بيتو في الرغبة لقياس سرعة تدفق الهواء الثابت، بحيث يتم استخدام الأنبوب لحساب نظرية برنولي للهواء سرعة. يتم وضع أنبوب بيتوت في تدفق الهواء المستمر، بحيث يكون محور الأنبوب واتجاه تدفق الهواء هو نفسه، الحافة الأمامية للأنبوب للتدفق الوارد. عندما يقترب تدفق الهواء من النقطة O، ينخفض معدل التدفق تدريجيًا، ويتوقف التدفق إلى نقطة الركود O إلى الصفر. لذا فإن النقطة O المقاسة هي الضغط الإجمالي P. ثانيًا، نظرًا لأن الأنبوب رقيق جدًا، فإن النقطة C من النقطة O بعيدة بما فيه الكفاية، لذلك تمت استعادة النقطة C عند السرعة والضغط بشكل أساسي إلى نفس المستوى مع السرعة الواردة V والضغط P يساوي قيمة الضغط، وبالتالي يقاس عند النقطة C هو الضغط الساكن. بالنسبة للتدفق منخفض السرعة، يتم إعطاء معادلة تحديد معدل التدفق بواسطة نظرية برنولي:
وفقًا للضغط الكلي المقاس بواسطة مقياس الضغط وفرق الضغط الثابت PP، وكذلك كثافة السائل ρ، يمكن حسابهما وفقًا لصيغة سرعة تدفق الهواء.
مبدأ عمل مستشعر سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية
مبدأ العمل لمستشعر سرعة الرياح بالموجات فوق الصوتية هو استخدام طريقة فرق التوقيت بالموجات فوق الصوتية لتحقيق قياس سرعة الرياح. لأن سرعة انتشار الصوت في الهواء واتجاه الرياح سيتم فرضهما على سرعة الهواء. إذا كان اتجاه انتشار الموجات فوق الصوتية هو نفس اتجاه الرياح، فسيتم تسريع سرعتها؛ على العكس من ذلك، إذا كان اتجاه انتشار الموجات فوق الصوتية معاكسًا لاتجاه الريح، فسوف تتباطأ سرعتها. لذلك، في ظل ظروف الكشف الثابتة، يمكن أن تتوافق سرعة انتشار الموجات فوق الصوتية في الهواء مع وظيفة سرعة الرياح. ويمكن الحصول على سرعة الرياح واتجاهها بدقة عن طريق الحساب. وبما أن سرعة انتشار الموجة الصوتية في الهواء تتأثر بدرجة الحرارة بشكل كبير؛ يكتشف مستشعر سرعة الرياح اتجاهين متعاكسين على قناتين، وبالتالي فإن تأثير درجة الحرارة على سرعة الموجة الصوتية لا يكاد يذكر.
يتميز مستشعر الرياح بالموجات فوق الصوتية بخفة الوزن، ولا يحتوي على أجزاء متحركة، وهو متين ولا يحتاج إلى صيانة أو معايرة ميدانية، ويمكنه إخراج سرعة الرياح واتجاهها. يمكن للعملاء اختيار وحدة سرعة الرياح وتردد الإخراج وتنسيق الإخراج وفقًا لاحتياجاتهم. تتوفر أيضًا التدفئة (موصى بها للبيئات الباردة) أو المخارج التناظرية عند الطلب. يمكن توصيله بجهاز كمبيوتر أو جهاز تجميع البيانات أو أي جهاز تجميع آخر متوافق مع RS485 أو الإخراج التناظري. إذا لزم الأمر، يمكن استخدامه أيضًا في شبكة من وحدات متعددة.
يعد مقياس سرعة الرياح واتجاهها بالموجات فوق الصوتية أداة أكثر تقدمًا لقياس سرعة الرياح واتجاهها. لأنه يتغلب بشكل جيد على العيوب الكامنة في مقياس شدة الريح الميكانيكي، فإنه يمكن أن يعمل بشكل طبيعي لفترة طويلة في جميع الأحوال الجوية، ويتم استخدامه على نطاق واسع. سيكون بديلاً قوياً لمقاييس شدة الريح الميكانيكية.
