Jak wybrać pomiędzy mechanicznymi a ultradźwiękowymi czujnikami prędkości i kierunku wiatru?
W środowisku naturalnym prędkość i kierunek wiatru są ważnymi czynnikami meteorologicznymi w monitorowaniu środowiska. Wiatr wpływa na nasze życie cały czas. We współczesnym społeczeństwie, wraz z postępem nauki i technologii, coraz większą popularnością cieszą się czujniki prędkości i kierunku wiatru służące do monitorowania kierunku i wielkości wiatru. Jest szeroko stosowany w meteorologii.
Obecnie istnieją dwa rodzaje urządzeń służących do monitorowania prędkości i kierunku wiatru: jeden to czujnik prędkości i kierunku wiatru o konstrukcji mechanicznej, drugi to czujnik prędkości i kierunku wiatru wykorzystujący pomiar ultradźwiękowy; te dwa czujniki to dwa popularne urządzenia w życiu codziennym, jakie są podobieństwa i różnice między nimi, czy występują problemy z dokładnością i jak wybrać. Posłuchajmy, jak redaktor szczegółowo wyjaśnia:
Przede wszystkim porozmawiajmy o mechanicznym czujniku prędkości i kierunku wiatru. Mechaniczny czujnik prędkości i kierunku wiatru nie stanowi całości i dzieli się na czujnik prędkości wiatru i czujnik kierunku wiatru:
czujnik prędkości wiatru
Czujnik prędkości wiatru o konstrukcji mechanicznej to czujnik, który może w sposób ciągły mierzyć prędkość wiatru i objętość powietrza (ilość wiatru=prędkość wiatru × pole przekroju poprzecznego). Bardziej powszechnym czujnikiem prędkości wiatru jest czujnik prędkości wiatru typu kubkowego. Mówi się, że czujnik ten został wynaleziony po raz pierwszy przez Robinsona Crusoe w Anglii. Część pomiarowa składa się z trzech lub czterech półkulistych czasz wiatrowych. Czasze wiatrowe montowane są na wsporniku obrotowym, ustawionym pionowo w stosunku do podłoża, pod równymi kątami w jednym kierunku.
czujnik kierunku wiatru
Czujnik kierunku wiatru wykorzystuje obrót strzałki kierunku wiatru do wykrywania i wykrywania informacji o kierunku wiatru zewnętrznego i przesyła je do współosiowej płytki kodowej, a jednocześnie wyprowadza urządzenie fizyczne odpowiadające wartościom związanym z kierunkiem wiatru; jego główny korpus przyjmuje mechaniczną strukturę łopatki wiatrowej. Kiedy wiatr wieje w kierunku wiatrowskazu, Kiedy wiatrowskaz znajduje się na ogonie, strzałka wiatrowskazu będzie skierowana w kierunku wiatru. Aby zachować czułość na kierunek, stosowane są również różne mechanizmy wewnętrzne identyfikujące kierunek czujnika prędkości wiatru.
Ultradźwiękowy czujnik prędkości i kierunku wiatru
Zasada działania fal ultradźwiękowych polega na wykorzystaniu ultradźwiękowej metody różnicy czasu do pomiaru prędkości i kierunku wiatru. Ponieważ prędkość dźwięku rozchodzącego się w powietrzu będzie nakładać się na prędkość przepływu powietrza w kierunku wiatru. Jeśli fala ultradźwiękowa rozchodzi się w tym samym kierunku co wiatr, jej prędkość wzrośnie; i odwrotnie, jeśli fala ultradźwiękowa rozchodzi się w kierunku przeciwnym do wiatru, jej prędkość spadnie. Dlatego w ustalonych warunkach detekcji prędkość fal ultradźwiękowych rozchodzących się w powietrzu może odpowiadać funkcji prędkości wiatru. Dokładną prędkość i kierunek wiatru można uzyskać poprzez obliczenia. Ponieważ fale dźwiękowe rozchodzą się w powietrzu, na ich prędkość duży wpływ ma temperatura; czujnik prędkości wiatru wykrywa dwa przeciwne kierunki na dwóch kanałach, dzięki czemu wpływ temperatury na prędkość fal dźwiękowych jest znikomy.
Podsumowując, ponieważ zarówno czujnik kierunku wiatru, jak i czujnik prędkości wiatru są zaprojektowane mechanicznie i mają części obrotowe, warunkiem początkowym przed monitorowaniem jest minimalna prędkość wiatru. Jeśli prędkość wiatru jest niższa niż wartość początkowa, śmigło lub czasza wiatrowa nie będą wprawiane w ruch obrotowy. Dlatego monitorowanie nie jest możliwe. Natomiast ultradźwiękowy czujnik prędkości i kierunku wiatru. Największą cechą tego urządzenia jest to, że może pracować nawet przy zerowej prędkości wiatru bez uruchamiania prędkości wiatru. W przeciwieństwie do mechanicznego czujnika prędkości i kierunku wiatru, który wymaga dwóch urządzeń, czujnik ultradźwiękowy łączy w sobie dwa urządzenia. Dwie metody monitorowania są zintegrowane w jednym, wykrywając i wysyłając jednocześnie sygnał wyjściowy.
Wraz z szybkim rozwojem Internetu Rzeczy rośnie zapotrzebowanie na dokładność monitorowania elementów meteorologicznych. Zastosowanie ultradźwiękowych czujników prędkości i kierunku wiatru może z powodzeniem przezwyciężyć nieodłączne wady mechanicznych czujników prędkości i kierunku wiatru, dzięki czemu mogą one normalnie pracować przez cały dzień i przez długi czas. Jeśli w przyszłości uda się obniżyć koszty, będzie to potężna alternatywa dla anemometrów mechanicznych.
