Чем измеряют скорость ветра: Измеритель скорости ветра | PCE Instruments

Руководство по покупке анемометра — Ozon Клуб

Что измеряет анемометр?

Анемометр — это инструмент для измерения скорости ветра и расхода воздуха. Он используется в работе метеостанций для измерения текущих и прогнозирования будущих атмосферных условий. Кроме того, текущая скорость направления потока ветра предоставляет информацию для принятия решений по изменению климата, борьбе с загрязнением, оценке воздействия турбины, безопасности посадки самолета. Скорость ветра помогает указать на мельчайшие колебания, например, на приближающийся шторм, что важно для пилотов, инженеров и метеорологов.

Виды и способ применения анемометров

Каждый тип устройства — это уникальный стиль и функциональность. Помимо профессионального инструмента люди изготавливают самодельные анемометры для собственных хозяйственных нужд – например, огорода.

Конструкция приборов для измерения скорости ветра за последние годы значительно улучшилась. Анемометры бывают портативными и стационарными. Некоторые из них измеряют направление ветра на скорость, а другие — только его силу.

Наиболее распространенные типы:

• Чашечные. Состоят из 3–4 цилиндрических чашек на горизонтальных кронштейнах, вращающихся вокруг центральной оси. Чашка поворачивается, когда дует ветер, а встроенный переключатель считывания или датчик измеряет вращение, которое затем преобразуется в показания скорости ветра.
• Крыльчатые. Также известные как пропеллерные или ветряные анемометры. Имеют механизм, аналогичный чашечному типу, но датчики крыльчатых устройств напоминают ветряную мельницу или турбину. Они также могут быть компактными и использоваться в портативных устройствах.Такую мобильную модель можно поместить в кармане.
• Термоанемометры. Обеспечивают поддержание постоянной температуры внутри горячей проволоки за счет изменения силы тока.
  Измерение скорости ветра и давления вращающихся частей — главные преимуществами этого типа. Тонкий электрически нагреваемый провод в измерителе остывает, когда его обдувает ветер. Также используется для замеров расхода газа в трубах и жидкости.

Большинство портативных устройств — водонепроницаемые, а другие типы подходят для доступа к единицам измерения скорости ветра.

Чек-лист по применению

• внимательно прочитайте правила эксплуатации, предлагаемые к устройству. В инструкции прописаны условные обозначения, которые будут отображаться на дисплее
• открытое пространство позволяет получить точные показания. Держите устройство в воздухе, направив его против ветра
• учитывайте спектр скорости ветра, который будет меняться по мере того, как вы проверяете его за пределами панели, поскольку поток ускоряется и замедляется из-за порывов. Устройство показывает фактическую записанную скорость ветра.
• исключайте попадание прямых солнечных лучей. В противном случае температура нагрева будет показана неточно.

Качественный анемометр даст показания с точностью до ± 0,5 м/с (± 2 км/ч или ± 1м/ч). Но часто даже данное соотношение намного выше, чем вам нужно. Помните, что скорость ветра постоянно меняется.

Выбор анемометра

На что обращать внимание при покупке:

• Требования к использованию.
• Технические характеристики.
• Стоимость.

Решите, где будет применяться устройство (стационарные условия, мобильный мониторинг). Используемый материал отвечает за обеспечение точности и долговечности. Анемометры часто подвергаются суровым испытаниям погодой. Они должны выдерживать дождь, снег, град. В этом случае можно положиться на анемометр с классом защиты IP.

Цвет устройства также имеет значение, особенно если оно будет использоваться в холодных местах, при этом черные элементы оттаивают быстрее, чем белые.

В зависимости от требований пользователя размер и конструкция устройства отвечают за обеспечение комфорта и результаты точных показаний. Например, портативные товары подходят для измерений на свежем воздухе.

Ещё один существенный фактор — это реакция на скорость ветра. Рекомендуется искать устройство с рейтингом точности около +/- 5%. Надёжные устройства имеют очень быструю реакцию между измерениями (рассчитаны на порывы ветра).

Также важен диапазон действия устройства, особенно когда речь идёт о портативных моделях. Начинающим подойдут варианты с легко читаемым дисплеем и чётко обозначенными кнопками.

При выборе анемометра убедитесь, что на него есть гарантия, которая может помочь вам в краткосрочной перспективе, если в товаре возникнет какой-либо дефект.

Недорогие анемометры непригодны для измерения скорости ветра в ветроэнергетике, поскольку допускают неточности и плохо откалиброваны, с ошибками измерения 5% или даже 10%.

Каждый тип отличается конструктивными особенностями, подходящими для определённых целей. Чтобы найти портативный датчик скорости ветра, ориентируйтесь на анемометр с горячей проволокой. Чашечный вариант громоздкий для переноски.

Некоторые анемометры легко транспортировать куда угодно. Другие входят в состав беспроводных метеостанций. Кроме того, портативные устройства просты в использовании, подходят для установки или ремонта систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Другие же используют для измерения потока воздуха из сквозной двери или окна, который может проникнуть через проём.

Более продвинутые, но дорогие устройства имеют множество функций, таких как настройки, позволяющие измерять температуру. Некоторые анемометры питаются от батареек, другие — имеют режимы энергосбережения и световые индикаторы, когда батарея разряжается.

Переноска во время активного отдыха требует особого внимания к долговечности изделия. Потенциальным покупателям следует подумать, можно ли прикрепить устройство к штативу, шнурку или другой поверхности. Для его хранения подойдёт небольшая сумка.

Выбирайте устройство, которое поставляется с другими датчиками, такими как термометр, барометр. Учитывайте окружающую среду, в которой собираетесь проводить измерения. 

Помните о таких вещах, как реакция на скорость ветра, рейтинги точности от других пользователей, материал конструкции и размер. Это неотъемлемые факторы для покупки устройства.

Безопасность высотных работ: как измерить скорость ветра?

Прохождение соответствующего обучения и ношение средств по предотвращению падения являются двумя главными обязательными мерами. Не забывайте также учитывать погодные условия, прежде чем приступить к выполнению работ

При работе на подъемной платформе не стоит недооценивать силу ветра.

Сильный ветер является опасным фактором для работ на высоте

Ветер – один из наиболее недооцениваемых опасностей для высотных работ.

Ветер оказывает значительное влияние на стабильность подъемника.  По этой причине всегда измеряйте скорость ветра перед тем, как занять рабочее место на платформе. На каждом подъемнике указывается максимально допустимая скорость ветра, при которой возможно проведение подъемных работ.  С помощью ветромера или анемометра можно легко измерить скорость ветра.

Измерение скорости ветра при помощи ветромера

Наряду с обычными ветромерами, теперь завоевывают популярность модели с мобильными приложениями на смартфонах. 

Некоторые модели измеряют не только скорость и направление ветра, но также выводят информацию о влажности, температуре и атмосферном давлении на экран Вашего телефона  Для большинства моделей имеются приложения для iOS и Android. Канал поступления данных в приложение с ветромера обеспечивается через блютус.

При этом, результат достигается в несколько шагов:

1. Выберите подходящий ветромер для смартфона.
2. Бесплатно скачайте мобильное приложение в магазине Google Play либо App Store.
3. Зайдите в скачанное приложение и введите базовые установки.
4. Подключитесь к ветромеру (через блютус либо плагин – в зависимости от модели).
5. Начните измерение.

Использование ветромера с мобильным приложением позволяет без труда и быстро определить скорость ветра.

Большая безопасность

Ознакомтесь с другими советами по безопасности ведения высотных работ.

 

Annelies, TVH blogger

Как измеряют скорость ветра | Мост через керченский пролив

Для измерения скорости перемещения воздушных потоков и газов применяются анемометры.

Виды анемометров и принцип их действия

В основу принципа действия приборов положено вращение чашечной или лопастной вертушки, закреплённой на оси и соединённой с механизмом, подсчитывающим количество оборотов. В зависимости от устройства данного механизма, анемометры подразделяют на механические, тепловые, ультразвуковые, индукционные, электронные и цифровые.

1. Тепловые анемометры имеют датчики, состоящие из вольфрамовой или нихромовой нити накаливания, которая нагревается выше температуры окружающей среды, а её охлаждение происходит за счёт воздушного потока. Несмотря на быстрое изнашивание проволоки, данные приборы получили довольно широкое распространение при испытаниях аэродинамических свойств летательных аппаратов.
2. Ультразвуковые анемометры улавливают волны, испускаемые во время изменения скорости и направления ветра. Часто они оснащены ещё и температурными датчиками.
3. Индукционный анемометр крепится к лопастям и осуществляет свою работу согласно принципу электромагнитной индукции. Преимуществом такого прибора является скорость считывания информации и быстрое выведение показателей на экран.
4. Электронные анемометры считывают скорость воздушного потока и преобразуют её в электрические импульсы. Все параметры отображаются на цифровом табло прибора.
5. Цифровые анемометры на сегодняшний день являются самыми удобными, так как обладают компактными размерами, мгновенно измеряют скорость потоков воздуха и газов, выводя их на жидкокристаллический экран. В качестве дополнительного приспособления в них встроен термодатчик, показывающий температуру воздуха.

Использование анемометров

Анемометр используется в различных сферах деятельности человека. К основным из них можно отнести:

1. Метеорологию. Измеряя скорость передвижения воздушных потоков, учёные могут прогнозировать изменение погоды, а также приближение ураганов и штормов.
2. Строительство и коммунальное хозяйство. Анемометром измеряется скорость движения воздуха в вентиляционных шахтах, что позволяет выявлять неисправности системы. Также необходимо знать скорость потока газа в газопроводе, чтобы вовремя отреагировать на его утечку.
3. Производство. Данные приборы применяются для контроля правильности работы системы кондиционирования, так как это определяет санитарно-гигиенические нормы для помещений.
4. Аэропорты. Скорость порывов ветра необходимо знать, чтобы избежать катастроф во время посадки или приземления воздушных судов.
5. Станции авиамоделирования.
6. Шахты и рудники, где сбои в системе вентиляции могут привести к авариям и человеческим жертвам.

Некоторые люди, изучающие действия законов природы, используют портативные анемометры в домашних условиях.

Приобретение анемометров

Вы можете купить анемометр в интернет-магазине http://www.ecoguru.ru/products/product71.html, оформив заказ по телефону или прямо на сайте. Разнообразие модификаций, дополнительных функций и гибкая ценовая политика позволяют сделать правильный выбор.

 

Как измеряют скорость ветра? – «Как и Почему»

Автор Кирилл Шевелев На чтение 2 мин Опубликовано 21.04.2020 Обновлено 09.06.2020

1. Как появляется ветер
2. Как измеряют скорость ветра?

Ветер – это удивительное природное явление, которое встречается не только на Земле, но и на других планетах. Даже человек может сам породить его, сильно махнув рукой. Ветер может двигаться в определенном направлении с разной скоростью. Последний параметр является довольно важным, поэтому люди со временем научились замерять его. Как это делается, и какие приборы для этого нужны?

Как появляется ветер

Для начала следует разобраться, откуда в принципе появляется ветер в природе. В течение дня определенные территории на поверхности Земли нагреваются до разных температур. От поверхности вверх поднимается горячий воздух, а ему на смену приходит более холодный, который также постепенно становится теплым.

Из-за такой неравномерности появляется разность в давлении между воздушными слоями. Это и является причиной появления ветра. Он начинает дуть из участка с повышенным давлением в том направлении, где этот параметр меньше.

Интересный факт: скорость ветра напрямую зависит от разности давления в областях. Чем она выше, тем воздушный поток будет двигаться быстрее.

Как измеряют скорость ветра?

Крыльчатый анемометр

Чтобы определить, как быстро перемещаются воздушные потоки, используют специальный прибор – анемометр. Первые образцы устройства появились еще в XV веке. Итальянский ученый Леон Альберти в 1450-ом году изготовил простейший анемометр, главным элементом которого была простая доска на веревке. Она поворачивалась плоской частью по направлению ветра и отклонялась под его воздействием на определенный градус. Последний конвертировался в скорость.

Сейчас существует несколько видов анемометров:

• чашечный – в основе конструкции лежат четыре симметрично расположенных чаши, которые вращаются на роторе под воздействием ветра;
• крыльчатый – здесь вращается колесо, которое взаимодействует с шестеренками, приводящими в движение стрелку на шкале;
• тепловой – принцип действия основан на снижении температуры нагретого тела под действием ветра;
• ультразвуковой – замеряет скорость звука, которая меняется в зависимости от силы и направления воздушного потока.

Каждый вид анемометра используется в определенной области.

Скорость ветра измеряют с помощью анемометра – специального прибора, который улавливает перемещение воздушных потоков. Благодаря особенностям конструкции он способен определять, с какой скоростью они движутся.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Анемометр для андроид, фото и видео

>

Анемометр – измеритель скорости ветра

Новая версия измеритель скорости ветра – анемометр. Делал из того что было у меня и сам анемометр получился не маленький, генератор дисковый, диаметр винта 0.5 м. Анемометр горизонтального типа с шестилопастным винтом Изготовление анемометра в домашних условиях. Недавно я случайно обнаружил что существуют анемометры других типов, такие например как акустические. Правда стоят они очень дорого – это профессиональное оборудование для измерения скорости ветра, и вообще шумовой составляющей, такие анемометры измеряют поток воздуха до сотых 0,00 м/с, и реагируют даже на сквозняки. Далее оказалось что есть программы для Windows, но так как я пользуюсь андроидом, я решил поискать подобное для этой операционки, и оказалось что всё есть уже давно.

Принцип работы очень простой, программа анализирует шум, который воспринимает микрофон, при этом программа настроена именно на шум ветра и похожие звуки, а на другие звуки почти не реагирует. По интенсивности шума ветрового потока программа определяет скорость ветра, и реагирует даже на самые лёгкие дуновения ветра.

Для изготовления нам понадобится:

Андроид устройство ( телефон, планшет)

Наушники со встроенным микрофоном

Провод для удлинения

Для начала нам понадобится смартфон или планшет, на который нам нужно установить программу “Анемометр”. В google play есть несколько программ, но нам нужна именно вот эта программа – ниже скриншот программы. Думаю в маркете найдёте самостоятельно воспользовавшись поиском.

Программа эта платная, но я нашёл где её скачать бесплатно, файл .apk я выложу здесь, надеюсь автор программы не обидится – Анемометр для андроид скачать – Anemometer.v.1.4.apk

>

После установки программа сразу должна заработать, откройте её и подуйте во встроенный микрофон вашего устройства, если она реагирует то значит работает.

>

Но на разных устройствах разная чувствительность микрофона и соответственно показания будут разными, а значит программа не может правильно показывать скорость ветра. Но настройках программы есть пункт “Калибровочная константа” – это установки чувствительности микрофона, и для каждого устройства это калибровочная константа должна быть своя. Откалибровать устройство можно по другому анемометру, просто держите рядом анемометр и смартфон и калибруйте пока показания у обоих не станут одинаковыми. Или можно откалибровать катаясь на машине в штиль, выставив микрофон или сам смартфон в окно, смотреть на показания спидометра – переводить километры в метры/сек и подстраивать калибровочную константу под скорость.

>

Калибровочная точка в программе – это точка для ввода текущей скорости ветра, от которой будет реагировать устройство, по умолчанию ставьте всегда О. Во время работы программа анализирует процесс и сама изменяет параметры – подстраивается.

Так-же программа может записывать показания в файл, для этого поставьте галочку в пункте “Сохранять массив данных в файл”

Делаем микрофон для измерения скорости ветра

Сам процесс изготовления микрофона я не фотографировал, по этому попытаюсь объяснить на картинках. Для изготовления нужны наушники со встроенным микрофоном типа таких.

>

Далее разбираем наушники, ту часть где кнопка ответа на вызов, там внутри ещё имеется микрофон. Этот микрофон аккуратно выпаиваем паяльником, и припаиваем его на удлинительный провод. Провод по длинне такой, которого вам хватит чтобы протянуть от мачты, где будет установлен микрофон, до того места в доме где будет подключен к планшету.

Второй конец провода припаиваем в то место где был микрофон – вот и вся переделка. А далее наушники втыкаем в свой андроид гаджет, и наслаждаемся показаниями скорости ветра. Только предварительно нужно откалибровать как я писал выше, иначе показания будут неверными.

Можно вообще от наушников отрезать всю верхнюю часть включая кнопку с микрофоном, и соединить удлинитель напрямую с выводами от штекера, на рисунке обозначены выводы микрофона. Думаю разберётесь, у меня это выглядит так (фото ниже).

>

Я правда не калибровал как положено, а просто подобрал калибровочную константу примерно, она у меня “100”. В общем анемометр вполне хорошо работает. Но так-как установлен микрофон низко, всего 7 метров от земли, а ветрогенератор в трех метрах и на метр выше, то показания часто расходятся. На такой небольшой высоте ветер с завихрениями и ветрогенератор часто не успевает реагировать на секундные порывы ветра.

Когда у маня стояло рядом два ветрогенератора, то они даже в разные направления смотрели и мощность выдавали всегда разную, синхронно никогда не работали. По этому и анемометр фиксирует именно то что попадает на микрофон, а то что творится рядом ему не известно.

Ниже видео работы анемометра:

Анемометры сигнальные и другое гидрометеорологическое оборудование от ООО «Смарт Прибор»

Анемометр – это прибор, с помощью которого измеряют скорость потока ветра или скорость движения газов. При этом существуют модели, которые предназначены для определения направления воздушного потока, высчитывания температуры, а также давления воздуха, расхода воздуха и его влажности.

Сигнальные анемометры применяются во многих сферах человеческой деятельности – в метрологии, различных помещениях, чтобы контролировать скорость воздушного потока, для проверки в вентиляционных системах, а также для того, чтобы проверить, соответствует ли производство санитарным нормам.

Для анемометра сфера его применения довольно широка и не ограничивается только перечисленными выше. Этот прибор используется на любых площадках, на которых базируются летательные аппараты – на аэродромах, вертолетных площадках, в аэроклубах и т. д. Анемометры используются на станциях метео наблюдения, в том числе и на судах, в яхт-клубах, так как тут важно контролировать силу ветра.
Можно заявить, что современные анемометры играют важную роль в самых разных сферах деятельности людей и правильный выбор используемой модели трудно переоценить. Поэтому, чтобы купить анемометр, нужно понимать в каких условиях он будет эксплуатироваться.

Анемометры подразделяются на механические и электронные анемометры в зависимости от принципа действия и его конструкции. К механическим относят анемометры крыльчатые и анемометры чашечные. По сути – в этих устройствах чашечное колесо или крыльчатка приводится движением воздуха или газа, а счетчик учитывает количество оборотов колеса за отрезок времени. Очень часто ручные анемометры используют именно такую технологию.

Цифровые анемометры имеют возможность подключения к компьютеру за счет наличия специального порта.
Такие характеристики как влаго- и пылезащищенность, работа во взрывоопасных условиях, в условиях агрессивной среды или экстремальных температур – все они различаются в зависимости от модели и производителя анемометра.

Сотрудники ООО «Смарт Прибор» помогут подобрать необходимый анемометр по заданным параметрам. В нашем каталоге Вы можете ознакомиться с наиболее распространенными моделями и запросить цены анемометров, которые Вы выбрали. Купить анемометр можно из любого региона РФ, так как мы доставляем анемометры не только по Москве, но и в любой регион выбранной транспортной компанией.

Как измеряется ветер? Объяснение анемометров и флюгеров

Скорость и направление ветра – две из многих переменных, которые метеорологи отслеживают при наблюдении за погодой. Скорость и направление ветра могут дать важные ключи к пониманию погоды и даже сыграть роль в прогнозировании будущих условий.

Например, здесь, в Северном полушарии, южный ветер часто приносит с собой более теплый воздух, тогда как северный ветер обычно приносит более прохладный воздух. На востоке Соединенных Штатов восточные ветры приносят влажный воздух, а западные – суше, тогда как на западе происходит противоположное.

Скорость, с которой дуют эти ветры, различается. Ветер часто бывает слабым под воздействием системы высокого давления, тогда как при низком давлении обычно более ветреные условия. Отслеживание ветра и последующих погодных условий может помочь вам предсказать приближающуюся погоду, просто наблюдая, насколько быстро и откуда дует ветер.

Вы можете сделать это дома, купив личную метеостанцию. Ознакомьтесь с нашим руководством по покупке, чтобы узнать, какую из них купить, или узнать больше о метеостанциях в этой статье.

Как измеряется скорость ветра?

Скорость ветра – это мера скорости ветра. В Соединенных Штатах и ​​Великобритании он измеряется в милях в час, а в других странах – в километрах в час. В морских и авиационных приложениях он измеряется в узлах. Узел равен одной морской миле в час, а именно 1,852 км / ч (примерно 1,15078 миль в час).

Здесь важно отметить, что скорость ветра, которую вы видите в своем ночном прогнозе погоды, не является точной скоростью ветра в любой момент времени.Это среднее значение скорости ветра за последние две минуты, рассчитанное на основе 24 пятисекундных средних значений. Другими словами, сообщаемая скорость никогда не бывает точной, насколько быстро дует ветер в этот конкретный момент. Чтобы запутать вас еще больше, постоянная скорость ветра, прогнозируемая во время ураганов, на самом деле является средней минутной скоростью!

Вы также можете измерять ветер путем визуального наблюдения с помощью системы, известной как шкала Бофорта. Эта шкала использует определенный набор наблюдаемых условий на суше и на море для оценки диапазона фактической скорости ветра.Хотя он не точен и становится все более неточным по мере увеличения скорости ветра, это полезный инструмент для оценки.

Метеорологов также интересует другое измерение ветра, известное как порыв. Это измерение представляет собой самую высокую мгновенную скорость ветра, измеренную за предыдущие десять минут. Порывы упоминаются только в том случае, если ветер как минимум на 10 узлов превышает самую низкую зарегистрированную скорость ветра (из этих индивидуальных показаний, взятых для расчета двухминутного среднего значения).

Также сообщается о пиковых ветрах, которые являются самым сильным порывом ветра, зарегистрированным с момента последнего наблюдения (наблюдения проводятся один раз в час).Пиковые ветры всегда будут равны или больше, чем порывы ветра, сообщаемые в рамках наблюдений.

Национальная метеорологическая служба выпускает сообщения об особенно сильных ветрах. Существует несколько различных типов, в том числе:

• Wind Advisory: выдается при продолжительных ветрах от 31 до 39 миль в час в течение часа или более и / или ожидаемых порывах ветра от 46 до 57 миль в час в течение любой продолжительности.
• Слежение за сильным ветром: выдается при продолжительном ветре со скоростью 40 миль в час или выше в течение одного часа или более или при возможных порывах ветра со скоростью 58 миль в час или выше в течение любой продолжительности.
• Предупреждение о сильном ветре: выдается, когда продолжаются продолжительные ветры со скоростью 40 миль в час или выше в течение одного часа или более, или когда ожидаются или возникают порывы ветра со скоростью 58 миль в час или выше в течение любой продолжительности.
• Предупреждение о сильном ветре: выдается, когда ожидается, что в течение одного часа наступит устойчивый ветер со скоростью 115 миль в час или более из-за неторнадических погодных явлений (дерехо, ураганы и т. Д.).

Итак, как измеряется скорость ветра? Используемый нами инструмент называется анемометром и бывает двух основных типов.

Чашечный анемометр

Чашечный анемометр – традиционный инструмент, используемый для измерения скорости ветра.Он содержит три или четыре чашки, конические или полусферические, размещенные по бокам и прикрепленные к центральной мачте, которая может свободно вращаться. Когда дует ветер, эти чашки вращаются, и количество их вращений считается за одну минуту, которая затем преобразуется в скорость ветра.

Традиционно этот подсчет приходилось проводить метеорологам, что иногда было очень сложно сделать в ветреную погоду. В наши дни компьютер считает вращение и производит вычисления за нас, упрощая этот процесс.

Звуковой анемометр

Некоторые профессиональные станции и домашние метеостанции используют звуковые анемометры для измерения ветра. Их часто устанавливают в экстремальных условиях, поскольку у них нет движущихся частей. Отсутствие движущихся частей сводит к минимуму затраты на техническое обслуживание и делает их более долговечными в неблагоприятных погодных условиях (например, соленый воздух и пыль), чем традиционные лопаточные анемометры.

Акустический анемометр измеряет скорость и направление ветра, измеряя, насколько звуковые волны, передаваемые между парой преобразователей, ускоряются или замедляются под действием ветра.В отличие от чашечного анемометра, звуковые версии могут также измерять направление ветра, поэтому в этих установках нет необходимости в флюгере.

Как измеряется направление ветра?

Направление ветра является важным измерением для метеорологов, потому что часто направление ветра может дать подсказку о будущей погоде. Важно помнить, что измеренное направление ветра – это то место, откуда он дует, а не то, куда он дует.

Таким образом, северный ветер дует с севера на юг, западный ветер дует с запада на восток и так далее.Самый распространенный способ измерения ветра – использовать флюгер.

Флюгер

Флюгер (также известный как флюгер) – это инструмент, показывающий направление ветра. Конструкция флюгеров проста – они состоят из рычага с плавником на одном конце и указателя на другом. Эта рука сидит на шпинделе, что позволяет ему двигаться в горизонтальной плоскости с ветром. На декоративных флюгерах у вас также будет фиксированное основание, указывающее направление на север, юг, восток и запад.

Когда дует ветер, флюгер сообщит вам, с какого направления дует ветер. В конце стрелки указывается направление, откуда дует ветер, в то время как более крупный плавник смещается в направлении, в котором движется ветер. Например, северный ветер направляет указатель на букву «N» на флюгере.

Другие инструменты, используемые для измерения ветра

Ветроуказатель

Еще одним инструментом для измерения ветра является ветроуказатель. Ветроуказатели чаще всего используются в аэропортах, чтобы указывать пилотам направление и силу ветра.Они также используются на химических заводах и нефтяных вышках, где помогают снизить и контролировать риск загрязнения воздуха. Некоторым людям нравится, как они выглядят, и есть чисто декоративные ветроуказатели.

Ветроуказатель указывает направление, в котором дует ветер. Таким образом, если сужающийся конец ветроуказателя направлен на север, это указывает на южный ветер. Вы также можете оценить скорость ветра, посмотрев на угол наклона ветроуказателя по отношению к монтажной стойке, когда ветер дует сквозь нее.Каждая чередующаяся оранжевая и белая полоса соответствует 3 узлам скорости ветра, а полностью выдвинутый носок показывает скорость ветра 15 узлов или более (28 км / ч; 17 миль в час).

Заключение

Скорость и направление ветра являются важными показателями погоды, которые часто упускаются из виду. Большинство людей просто беспокоятся о том, жарко или холодно, солнечно или дождливо. Измерение ветра помогает метеорологам прогнозировать эти погодные условия, потому что движение воздуха влечет за собой изменения температуры и вызывает ураганы по поверхности земли.

анемометр | Национальное географическое общество

Анемометр – это прибор, который измеряет скорость ветра и давление ветра. Анемометры – важные инструменты для метеорологов, изучающих погодные условия. Они также важны для работы физиков, изучающих движение воздуха.

Самый распространенный тип анемометра имеет три или четыре чашки, прикрепленные к горизонтальным рычагам. Плечи прикреплены к вертикальной штанге. Когда дует ветер, чашки вращаются, заставляя стержень вращаться. Чем сильнее дует ветер, тем быстрее вращается удочка.Анемометр подсчитывает количество оборотов или оборотов, которое используется для расчета скорости ветра. Поскольку скорости ветра непостоянны – бывают порывы и затишья, скорость ветра обычно усредняется за короткий период времени.

Анемометр аналогичного типа подсчитывает количество оборотов, совершаемых лопастями ветряной мельницы. Шток ветряных анемометров вращается горизонтально.

Другие анемометры рассчитывают скорость ветра по-разному. Термоанемометр использует тот факт, что воздух охлаждает нагретый объект, когда он проходит над ним.(Вот почему ветерок освежает в жаркий день.) В анемометре с термоанемометром на ветру помещается тонкий провод с электрическим нагревом. Количество энергии, необходимое для поддержания температуры проволоки в горячем состоянии, используется для расчета скорости ветра. Чем выше скорость ветра, тем больше энергии требуется для поддержания постоянной температуры провода.

Скорость ветра также можно определить путем измерения давления воздуха. (Само давление воздуха измеряется прибором, называемым барометром.) Трубчатый анемометр использует давление воздуха для определения давления или скорости ветра.Трубчатый анемометр измеряет давление воздуха внутри стеклянной трубки, закрытой с одного конца. Сравнивая давление воздуха внутри трубы с давлением воздуха вне трубы, можно рассчитать скорость ветра.

Другие анемометры работают, измеряя скорость звуковых волн или направляя лазерные лучи на мельчайшие частицы ветра и измеряя их влияние.

Использование анемометров

Анемометры используются почти на всех метеостанциях, от холодной Арктики до теплых экваториальных регионов.Скорость ветра помогает указать на изменение погодных условий, например на приближающийся шторм, что важно для пилотов, инженеров и климатологов.

Аэрокосмические инженеры и физики часто используют лазерные анемометры. Этот тип анемометра используется в скоростных экспериментах. Скорость – это измерение скорости и направления изменения положения объекта. Лазерные анемометры рассчитывают, например, скорость ветра вокруг автомобилей, самолетов и космических кораблей. Анемометры помогают инженерам делать эти автомобили более аэродинамическими.

Системы дистанционного зондирования

Это портал для всех процессов производства ветряных изделий в компании Remote Sensing Systems, который находится в свободном доступе для общественности. Мы предлагаем ветровые изделия с ежедневной сеткой для каждого отдельного спутникового прибора, перечисленного в следующей таблице. Мы также предоставляем ежемесячный объединенный глобальный ветровой продукт, который больше подходит для исследования климата. Дополнительно мы обрабатываем анализ ветра (CCMP V2) на основе ассимиляции большей части отдельных спутниковых продуктов ветра, перечисленных выше, при помощи фонового поля из глобальной модели численного прогнозирования.

Скорость ветра (микроволновые радиометры):

Скорость и направление ветра (поляриметрический радиометр и рефлектометры):

Что такое ветер в океане?

Ветер – это движение воздуха, вызванное разницей атмосферного давления между системами высокого и низкого давления. На суше мы используем инструменты, называемые анемометрами, для измерения скорости приземного ветра и направления ветра. Эти анемометры существуют с высокой плотностью во многих районах и с меньшей плотностью в менее населенных.Но над океанами измерения характеристик приземного ветра гораздо более ограничены и в основном получаются с помощью анемометров, расположенных на небольших островных метеостанциях, на кораблях и на буйках, плавающих в океане. Поскольку океанические регионы настолько велики, особенно Тихий океан, знание характеристик ветра над этим огромным пространством важно для прогнозирования погоды, навигации в океане и изучения климата. Вот где спутниковые измерения приносят наибольшую пользу. Одним из первых подходов было использование видимых изображений для изучения движения облаков и косвенного определения скорости и направления ветра.Этот метод используется до сих пор. Вместо этого измерения с помощью радиометров и рефлектометров основаны на сигналах микроволнового (MW) излучения от поверхности океана, как описано ниже.

Микроволновые измерения ветра в океане

Два типа микроволновых приборов измеряют ветер у поверхности океана: пассивный микроволновый радиометр и активный микроволновый рефлектометр.

Радиометр измеряет шероховатость поверхности океана, которую мы соотносим со скоростью ветра на высоте 10 метров над поверхностью воды.Мы можем получать данные о скорости ветра только с радиометров, за исключением поляриметрического радиометра WindSat, который может измерять как скорость ветра, так и направление ветра. WindSat – первый спутниковый микроволновый поляриметрический радиометр, запущенный в 2003 году. Типичное разрешение радиометра ветра составляет примерно каждые 25 км над мировым океаном. Модель переноса излучения и модель излучательной способности океана необходимы для получения скорости ветра из яркостной температуры океана. Мы не можем получить данные о ветре над сушей, используя радиометры МВ.Последовательная запись данных о скорости ветра с помощью спутникового радиометра MW началась в 1987 году с запуском DMSP F08 SSM / I.

Скаттерометр является активным инструментом и посылает сигнал на поверхность Земли, который отражается от океанических брэгговских волн (это генерируемая ветром поверхностная рябь – капиллярные волны) от поверхности более крупномасштабных океанских волн. Отраженная энергия, измеренная рефлектометром, преобразуется с помощью функции геофизической модели в 10-метровую нейтральную скорость и направление ветра.Скаттерометры обычно работают либо в диапазоне C (частота ~ 5 ГГц), либо в диапазоне Ku (частота ~ 14 ГГц). С помощью специальных методов обработки мы можем получить скорость и направление ветра через каждые 12 км над океаном. Рефлектометры также могут использоваться для измерения характеристик морского и наземного льда. Скаттерометры, проработавшие дольше короткого периода, – это ERS-2 (диапазон C), QuikScat (диапазон Ku) и ASCAT (диапазон C). Ученые RSS работают над объединением этих долгосрочных векторов ветра в продукт для изучения климата.

Удивительно, насколько хорошо согласуются эти два независимых и разных измерения. В 2003 году на спутнике Midori-2 были запущены и радиометр (AMSR), и рефлектометр (SeaWinds). Скорости ветра от этих двух приборов показали отличное совпадение в условиях отсутствия дождя.

RSS Продукты данных о ветре

1-ГРАДУС, ЕЖЕМЕСЯЧНАЯ Скорость ветра

Мы объединили измерения скорости ветра от многих радиометров, работающих с 1987 года, включая SSM / I, SSMIS и WindSat.Все эти данные были обработаны согласованным образом с использованием нашей модели переноса излучения и тщательной интеркалибровки приборов. Значения скорости ветра, полученные с помощью этих инструментов, используются для создания продукта средней скорости ветра, который лучше всего подходит для изучения климата. Этот продукт с 1-градусной ежемесячной сеткой более подробно описан в документе Объединенные ежемесячные 1-градусные скорости ветра. Этот ветряк доступен в формате netCDF на ftp-сервере RSS и в NASA GHRC. Мы просматриваем изображения среднего ветра, аномалий скорости ветра, 12 ежемесячных климатологических карт (построенных с использованием данных с 1988 по 2007 год) и карту глобальных тенденций.

CCMP 4x-Daily VAM Analysis Ветровые поля

Кросс-калиброванная многоплатформенная (CCMP) сетка векторных ветров на поверхности производится с использованием ветра радиометра RSS V7, ветра-скаттереометра QuikSCAT и ASCAT, ветра с проверенным качеством заякоренных буев и поля ветра модели ECWMF ERA-Interim Reanalysis в качестве фонового ветра . 4-мерный вариационный анализ (VAM) используется для получения полностью заполненных почти глобальных полей ветра из входных данных. Таким образом, CCMP считается продуктом векторного анализа ветра уровня 3, состоящим из четырех карт ежедневно из 0.Векторное поле ветра с сеткой 25 градусов. Этот продукт является обновлением и расширением исходного продукта V1.1 CCMP. RSS перевел код обработки CCMP для работы с использованием наших самых последних спутниковых данных. Вся методология остается такой же, как и в исходном продукте CCMP, и большая часть кода обработки CCMP остается без изменений, с небольшими изменениями для компенсации различных операционных систем и компиляторов. Данные CCMP V2.0 полностью описаны в онлайн-документе и справочной документации.

Файлы двоичных данных индивидуальных радиометров и рефлектометров с координатной сеткой

Кроме того, скорость ветра является одним из измерений в файлах двоичных данных радиометра с координатной сеткой, а также доступна вместе с направлением ветра в файлах данных рефлектометра. Для получения подробной информации о продукте и доступа к данным см. Страницу миссий для каждого инструмента и быстрые кнопки для доступа к данным.

Продукты с соответствующими данными

Данные RSS используются для создания объединенных продуктов ветра другими исследователями.Вот несколько примеров:

Исходный набор данных V1.1 Cross-Calibrated Multi-Platform Ocean Winds (CCMP) создан Atlas et al. 4 ежедневных файла данных за 1988–2011 гг. Доступны в JPL PO.DAAC. Ветры производятся с использованием 4-мерного вариационного анализа для определения скорости и направления ветра с использованием скорости ветра RSS, измерений на месте, измерений и данных модели ECMWF в качестве входных данных.

Набор данных Blended Sea Winds создан исследователями NOAA NCDC.В этом продукте используются все скорости ветра радиометров RSS и обработка оптимальной интерполяции для объединения данных ветра в 4-кратный дневной продукт.

Как измерить скорость ветра: анемометры

Если вас интересуют новости о погоде и вы хотите знать, как измерить скорость ветра, то понимание анемометров очень важно. Скорость ветра определяет, как скоро прибудет шторм и как он повлияет на создание областей высокого и низкого давления.Измерение скорости ветра является важным фактором при пилотировании самолета или проведении спортивных мероприятий на открытом воздухе.

Что измеряет скорость ветра?

Скорость ветра измеряется с помощью анемометра . Единица измерения анемометра – футы в минуту или футы в минуту.

Анемометр бывает пяти основных типов. Это механический анемометр , анемометр с напорной трубкой, тепловой анемометр, анемометр звуковой волны и доплеровский лазерный световой анемометр.

У каждого типа есть свои подкатегории, а также преимущества и недостатки. Эти характеристики делают каждый тип идеальным для измерения скорости ветра в определенных ситуациях.

Мы включили фотографии каждого типа на случай, если вам интересно; “Как выглядит анемометр?”

Типы анемометров для измерения скорости ветра:

1. Механический
2. Напорная трубка
3. Тепловой
4. Звуковая волна
5. Доплеровский лазерный луч

1.Механические анемометры

Эти анемометры являются одними из самых старых и популярных, так как же они работают? Они работают, просто заставляя ветер давить на них, а затем измеряя углы или повороты.

Механические анемометры бывают трех типов.

• Пластинчатые анемометры
• Чашечные анемометры
• Пропеллерные / лопастные анемометры

Пластинчатые анемометры

Самая старая форма прибора для измерения скорости ветра.Эти простые измерители были изобретены итальянским архитектором Леоном Баттистой Альберти в 1450 году. Они используют пластину, установленную на полосе упругого металла, обращенной против ветра. По мере увеличения скорости ветра пластина поднимается и отгибается. Измеряется изменение угла подвесного стержня, которое соответствует скорости ветра.

Как вы могли догадаться, этот тип анемометра не очень точен по многим причинам. Подумайте о низкой скорости ветра и об износе пластины и пружин со временем. Вариант этого состоит в прикреплении мяча для пинг-понга к струне и определении скорости ветра по углу струны, когда ветер толкает мяч.

Чашечные анемометры

Классическое изображение четырех чашек, вращающихся вокруг вертикального полюса, стало возможным благодаря изобретателю доктору Джону Томасу Ромни Робинсону в 1845 году. Первоначально прибор измерял скорость ветра путем подсчета числа оборотов чашки за временной интервал.

Этот метод был усовершенствован за счет использования электроники для измерения. Электрические компоненты могут либо обеспечивать более высокую точность подсчета оборотов в единицу времени, либо действовать как небольшой генератор, который создает более высокую мощность при увеличении скорости ветра.

Пропеллерные / лопастные анемометры

Использование вентилятора позволяет определять направление ветра одновременно со скоростью ветра. Лопатка с турбиной должна быть обращена против ветра, иначе вся машина будет вращаться.

Переносной измеритель скорости ветра , использующий миниатюрный вентилятор, имеет преимущество перед своим более крупным родственником. Поскольку указываете вы, он всегда будет направлен против самого легкого ветра.Кроме того, поскольку он не постоянно находится на открытом воздухе, переносному измерителю скорости ветра не угрожает зимнее обледенение.

Пластинчатые анемометры предоставляют пользователям возможность выбора единиц измерения: м / с, фут / мин, км / ч, миль / ч и узлов для различных типов приложений.

2. Анемометры с напорной трубкой

Другой очень старый подход к измерению скорости ветра – использование напорной трубки. Основная идея, впервые разработанная Джеймсом Линдом в 1775 году, состоит в том, чтобы начать с U-образной трубы и согнуть один конец, чтобы создать горизонтальное сечение.Этот кусок будет обращен навстречу ветру. Жидкость помещается в трубку, и ветер, дующий в горизонтальную часть, заставляет жидкость подниматься вверх по вертикальной части.

В современных версиях жидкость заменена гибкой мембраной. Он перемещается в ответ на разницу давления, а датчик переводит это значение в скорость ветра. Без механических частей этот прибор для измерения скорости ветра может долгое время работать без обслуживания.

3. Термоанемометры / анемометры с горячей проволокой

Эти устройства для измерения тепла также известны как анемометры с горячей проволокой .Вы начинаете с основного принципа, согласно которому ветер охлаждает вещи.

Устройство включает термостат, который поддерживает постоянную температуру нагретой проволоки. Таким образом, когда ветер дует по проводу, он охлаждается, и используется больше электричества, чтобы вернуть его к заданной температуре. Повышенное потребление электроэнергии – вот что измеряет скорость ветра.

4.

Анемометры звуковой волны

Типы анемометров звуковой волны для измерения скорости ветра:

• Ультразвуковые анемометры
• Акустические резонансные анемометры

Ультразвуковые анемометры для молекул газа их скорость и направление могут повлиять на скорость звуковых волн.Ультразвуковые анемометры используют это явление для расчета скорости ветра. Они сравнивают время пробега между звуковым генератором и приемником с тем, что должно быть без ветра.

Большим недостатком здесь является то, что турбулентность, создаваемая ветром, обтекающим сам инструмент, может исказить результаты. Дождь также может испортить показания.

Акустические резонансные анемометры

Хотя он также использует звуковые волны для измерения скорости ветра, этот инструмент использует другой подход.Он измеряет изменения частоты волн, когда они сталкиваются с проходящими молекулами воздуха. Более быстрые ветры заставят звуковые волны сжиматься до более высокой частоты.

Эти анемометры компактны и очень прочные, однако они не так точны.

5. Лазерные доплеровские анемометры

Эта система основана на тех же принципах, что и ультразвуковой анемометр. Разница в том, что лазерный свет – это то, что измеряет скорость ветра.

Лазерный луч разделяется на две части.Одна часть используется для справки, а другая нацелена на ветер. Если воздух устремляется к измерительному лучу, световые волны, отражающиеся от него, сжимаются до более высокой частоты. Это называется синим смещением.

Лазерный свет, отражающийся от частиц воздуха, летящих от детектора, претерпевает красное смещение в сторону более низкой частоты. Приемная станция сравнивает этот отраженный свет с опорным лучом для расчета скорости движущегося воздуха.

Этот прибор для измерения скорости ветра чрезвычайно точен и очень дорог.Для работы также требуется много технических знаний.

Множество вариантов измерения скорости ветра

Очевидно, что существует множество способов измерения скорости ветра.

Имейте в виду, что некоторые методы могут быть не очень надежными. Другие могут быть довольно дорогостоящими и включать громоздкие приспособления.

«Какой инструмент лучше всего измеряет скорость ветра?» На наш взгляд, речь идет о чашечных анемометрах для персональных метеостанций и портативных анемометров.Эти портативные устройства являются точными измерителями скорости ветра в любом месте. Они доступны по цене, надежны и долговечны.

Чтобы узнать больше об анемометрах, попробуйте наши 6 лучших анемометров для любых нужд в 2021 году

Измерение ветра

Инструмент: Анемометр Ветер – это естественное движение воздуха примерно параллельно поверхности Земли. Это вызвано неравномерным нагревом и охлаждением Земли и атмосферы Солнцем, что вызывает разницу в давлении воздуха.Поскольку атмосфера смещает воздушные массы, чтобы уравновесить эти различия, возникает ветер, стремящийся течь из областей с высоким давлением в области с низким давлением. Также в игру вступают дополнительные факторы, которые могут влиять на скорость и направление ветра, такие как вращение Земли (эффект Кориолиса), конденсация водяного пара, образование облаков, трение о землю и воду и другие. Ветер бывает во всех масштабах. Глобальные ветры (пассаты), ветры верхних уровней (реактивные течения), синоптические ветры (возникающие в результате разницы давлений приземных воздушных масс), местные (мезомасштабные) ветры (например, фронты порывов ветра) и ветры, возникающие из-за географических особенностей ( как морской бриз).Ветры также возникают в гораздо меньших масштабах, например, пыльные дьяволы или торнадо. Наблюдения за ветром производятся в фиксированном месте с использованием двух параметров: скорости ветра и направления ветра. В отношении истинного севера направление ветра измеряется в градусах. Он также описывается точками компаса, из которых он течет (север, северо-восток, северо-северо-восток и т. Д.). Скорость ветра является мерой скорости движения воздуха и обычно указывается в милях в час (миль / ч) или километрах в час (км / ч).В отчетах о морских и воздушных операциях могут использоваться эти или узлы (морские мили в час).

Скорость и направление ветра представляют общий интерес для большинства из нас, но для некоторых дисциплин, включая метеорологию, авиацию и морские операции, строительство, гражданское строительство, спорт и отдых на открытом воздухе, информация о ветре имеет решающее значение. Конечно, сильные ветры, связанные с сильными грозами и ураганами, имеют решающее значение для всех нас, поскольку они могут нанести огромный ущерб и привести к гибели людей. Скорость и направление ветра можно измерить с помощью различных инструментов. Самым распространенным, входящим в комплект домашних метеостанций, является анемометр, который обычно состоит из вращающейся лопасти для измерения направления и вала с прикрепленными чашками, который вращается вместе с ветром для измерения своей скорости. Шкала Бофорта также может использоваться для оценки скорости ветра и обычно используется в морских прогнозах и наблюдениях за погодой. Практически на каждом аэродроме есть ветроуказатель, который предоставляет пилотам информацию о направлении ветра и приблизительной скорости ветра.Точно так же флюгеры используются для обозначения направления ветра. А торнадо классифицируются по шести категориям с использованием шкалы Фудзиты, которая основана на нанесенном ущербе. Все содержимое образовательного центра WeatherShack защищено авторским правом WeatherShack.com, 2002-2020. Этот материал не может быть воспроизведен, отображен, изменен или распространен без явного предварительного письменного разрешения WeatherShack.com. Для получения разрешения, пожалуйста, свяжитесь с [электронная почта защищена].

Измерение ресурсов ветра – Образование в области энергетики

Измерение ресурсов ветра является важным аспектом развития ветроэнергетики.Информация о том, насколько сильно дует ветер и в каком направлении, определяет, сколько энергии будет производить предлагаемая ветряная электростанция в данном районе (см. Ветровая энергия). Доступны различные технологии для измерения ветровых условий. Две наиболее важные характеристики ветра – это скорость и направление. ^[1] Несколько наиболее распространенных систем сбора информации о ветровых ресурсах перечислены ниже.

Анемометры и флюгеры

Флюгер (вверху) и анемометр (внизу). ^[2]

Анемометры обычно используются для измерения скорости ветра. ^[3] Конструкция довольно проста: несколько чашек прикреплены к спицам перпендикулярно центральному вращающемуся валу. Ветер наполняет чашки и вращает центральный вал. Скорость ветра рассчитывается на основе скорости вращения центрального вала. ^[4]

Соответственно, флюгеры измеряют направление ветра. Флюгер установлен на центральном валу вращения, который позволяет лопасти свободно перемещаться. ^[5] Поверхность лопатки неравномерно распределена по обеим сторонам вала. Сторона с большей площадью поверхности будет толкаться ветром дальше, и поэтому меньшая площадь поверхности будет указывать в направлении, в котором дует ветер от . ^[6]

Метеорологические башни и буи

Рисунок 2. Метеорологическая вышка. ^[7]

Метеорологические (метеорологические) башни обычно используются для измерения скорости и направления ветра как на суше, так и над водой.Башни обычно имеют высоту от 50 до 120 м и оснащены различными приборами, включая анемометры и флюгеры, для измерения скорости и направления ветра. ^[8] Строить и эксплуатировать башни Met стоит дорого: около 50 000 долларов в год на наземную башню и несколько миллионов долларов на строительство башен на море. ^[8] Башни в основном используются для определения ресурсов ветра в районе в качестве предвестника строительства ветряной электростанции. Башни метрополитена собирают очень точную информацию о направлении, скорости и турбулентности ветра. ^[8] Они также могут быть оснащены дополнительными приборами для измерения других местных условий, таких как температура, давление и водотоки. ^[9]

Метеорологические буи – альтернатива вышкам для встреч на воде. Буи оснащены теми же инструментами, что и башни для встреч. Однако буи не имеют такой же высоты, как башни, и не обеспечивают такой же глубины информации; как правило, они имеют высоту менее 12 м, что означает, что данные ограничиваются измерениями состояния поверхности. ^[10] Помните, промышленные ветряные турбины часто имеют высоту 100 м. Во многих случаях это означает, что модель необходима для определения вероятной скорости и направления ветра на желаемой высоте с учетом измеренных значений на высоте буя. ^[11]

Дистанционное зондирование

Дистанционное зондирование – относительно новая технология измерения скорости ветра. Скорость ветра можно измерить дистанционно с помощью наземных инструментов, установленных на самолетах или спутниках. Датчики на земле или в самолетах используют технологию обнаружения и определения дальности (LiDAR) для измерения скорости и направления ветра. ^[11] Системы LiDAR посылают сигнал, который отражается от частиц, переносимых ветром, и возвращается к датчику. ^[11] Капли воды, пыль и пыльца – все это примеры частиц, которые может обнаруживать датчик. ^[12] Система измеряет свойства обратного сигнала для расчета скорости и направления ветра. ^[11] Эти датчики потенциально могут заменить собой вышки с отдельными приборами, такими как анемометры и флюгеры.

Спутниковые технологии все еще находятся в стадии разработки. Современные подходы включают определение скорости ветра над водой путем измерения размера и направления волн. Поверхностные волны вызываются ветром и поэтому могут использоваться для определения скорости и направления ветра. ^[13]

Список литературы

1. ↑ Windpower Engineering (2011). Как измеряется ветер для ветряных турбин? [Интернет]. Доступно: http://www.windpowerengineering.com/design/test-measurement/how-is-wind-measured/
2. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // commons.wikimedia.org/wiki/File:Elliptic-Anemometer-2-Direction-Vane-Animation-175x175px.gif
3. ↑ Б. Уильямс, «Новые приложения технологии дистанционного зондирования для морской ветроэнергетики», 2013 г. [онлайн] Доступно: http://www.ceoe.udel.edu/WindPower/resources/Williams-Final-Thesis-14-May.pdf
4. ↑ Аммонит (2012). Анемометры [Онлайн]. Доступно: http://www.ammonit.com/en/products/sensors/anemometer
5. ↑ Аммонит (2012). Ветровые лопатки [Онлайн]. Доступно: http: // www.amonit.com/en/products/sensors/wind-vanes
6. ↑ Сезоны выращивания. (19 августа 2015 г.). Флюгеры и флюгеры [Онлайн], Доступно: http://www.growingseasons.com/Growing_Seasons/Wind_Vanes___Weather_Vanes.html
7. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Jaslovske_Bohunice_meteorological_tower.JPG
8. ↑ ^{8,0 8,1 8,2} Д. Вуд, частное сообщение, октябрь 2013 г.
9. ↑ Windustry (2012).Метеорологическая башня («Met Tower») [онлайн] Доступно: http://www.windustry.org/resources/meteorological-tower-met-tower
10. ↑ Панель сотрудничества с информационными буями (2013). Типы буев данных [Интернет]. Доступно: http://www.jcommops.org/dbcp/platforms/types.html.
11. ↑ ^{11,0 11,1 11,2 11,3} Массачусетский университет (2013). ЛИДАР [Интернет]. Доступно: http://www.umass.edu/windenergy/research.topics.tools.hardware.lidar.php
12. ↑ NOAA (2013).LiDAR [Онлайн]. Доступно: http://oceanservice.noaa.gov/facts/lidar.html
13. ↑ И. Карагали, М. Бэджер, А. Н. Хахманн, А. Пенья, К. Б. Хасагер и А. М. Семпревива, «Пространственная и временная изменчивость ветров в северных европейских морях», Возобновляемые источники энергии, т. 57, стр. 200–210, сентябрь 2013 г.

Создание анемометра для измерения скорости ветра – мероприятие

(1 Рейтинг)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 45 минут

Расходные материалы на группу: 1 доллар США.00

Размер группы: 2

Зависимость действий: Нет

Associated Sprinkle: Создание анемометра (для неформального обучения)

Тематические области: Физические науки, наука и технологии

Поделиться:

Резюме

Студенты создают свои собственные анемометры – приборы для измерения скорости ветра.Они видят, как анемометр измеряет скорость ветра, проводя измерения в различных школах. Они также узнают о различных типах анемометров, реальных приложениях и о том, как информация о скорости ветра помогает инженерам решить, где разместить ветряные турбины. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры разрабатывают датчики, которые собирают скорость и направление ветра для многих целей.В аэропортах эти данные в реальном времени помогают пилотам. Для прогнозирования погоды данные собираются с морских буев, морских судов, портов и суши. В целях безопасности и эффективности на железных дорогах устанавливаются датчики ветра, которые сообщают о состоянии маршрута, потому что сильные порывы ветра вызывают потерю мощности поездов и сход с рельсов и даже дуют на порожние грузовые вагоны. Сигнализация ветра также контролирует условия вблизи промышленных кранов, открытых крыш или других ситуаций, в которых сильный ветер может быть опасным. Датчики на химических заводах, нефтеперерабатывающих заводах, мусоросжигательных заводах и свалках контролируют ветровые условия в случае выброса вредных веществ или указывают, является ли ветер слишком сильным для загрузки пыльных материалов или порошков.Эти данные датчиков также используются для управления отоплением и вентиляцией атриумов офисных зданий и подземных шахт.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Определите анемометр как инструмент, используемый для измерения скорости ветра.
• Используйте анемометр, чтобы определить, подходит ли место для установки ветряной турбины.
• Опишите, почему инженеры хотят знать скорость ветра при определении места размещения ветряных турбин.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются Сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения – наука

Общие основные государственные стандарты – математика

• Представляйте и решайте задачи, связанные с умножением и делением.(Оценка 3) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Выполняйте операции с многозначными целыми числами и с десятичными долями до сотых.(Оценка 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• 4 маленьких бумажных стаканчика
• толкатель
• заточенный карандаш с ластиком на конце
• таймер на телефоне, часах или часах
• Жесткий гофрированный картон (достаточно, чтобы разрезать две полосы одинакового размера, каждая длиной от 13 до 23 см [от 5 до 9 дюймов] для каждой команды; подойдут использованные коробки)
• глина для лепки (около 85 г, 3 унции или ¼ чашки)
• ножницы
• маркеры
• линейки (измерительные)
• степлер
• Лист анемометра

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_energy2_lesson07_activity1], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Введение / Мотивация

Анемометр чашечный; часть метеостанции. Авторское право

Авторские права © 2005 Дениз В. Карлсон, Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере

Как мы можем отличить ветреный день от действительно ветреного? Измеряем скорость ветра.Ветер над землей иногда измеряется в километрах (или милях) в час. Ветер над водой иногда измеряется в единицах, называемых узлов . Как мы измеряем скорость ветра? Мы используем специальный инструмент под названием анемометр . Скорость ветра обычно измеряется с помощью чашечного анемометра . Чашечный анемометр имеет вертикальную штангу с тремя чашками, которые улавливают ветер. Количество вращений чашек в минуту подсчитывается электронным способом. Этот тип анемометра обычно используется на метеостанциях и часто используется в наших сводках погоды в новостях.

Знаете ли вы, что такое флюгер ? Иногда он имеет форму петуха и находится на крыше сарая? Его еще называют флюгером . Он вращается на ветру и показывает нам направление, откуда дует ветер. Что ж, обычно анемометр также оснащен флюгером для указания направления ветра.

Инженеры конструируют анемометры для измерения скорости ветра во многих ситуациях, кроме измерения погоды. Например, анемометры используются для определения того, сколько воздуха входит в шахты или выходит из них, чтобы убедиться, что у шахтеров есть соответствующая вентиляция и достаточно воздуха для дыхания в подземных пещерах.Инженеры также разрабатывают другие анемометры, которые используют лазеры для обнаружения изменений световых волн, отраженных ветром от молекул воздуха. Инженеры создали анемометры с горячей проволокой, которые определяют скорость ветра по очень крошечной разнице температур между проводами, помещенными на ветру и в ветровую тень. Все эти немеханические анемометры могут быть намного более точными, но и более дорогими, чем простой чашечный анемометр. Преимущество немеханических анемометров может заключаться в том, что они менее чувствительны к обледенению, поэтому они могут проводить измерения в любую погоду, даже зимой.Чашечные анемометры иногда нагревают, чтобы они могли работать в холодную погоду.

, авторское право

Авторское право © Управление долины Теннесси http://www.tva.gov/

Где бы вы разместили ветряную электростанцию ​​ ? Анемометры также являются важными инструментами для определения наилучшего местоположения ветряных электростанций , генераторов или ветряных турбин, особенно потому, что направление и сила ветра очень зависят от местности. Ветряные турбины – это машины, которые преобразуют движущуюся энергию ветра в механическую / электрическую энергию, которую мы можем использовать, как ветряная мельница.Кроме того, скорость ветра меняется с высотой, поэтому инженеры используют анемометры для определения наилучшей высоты для установки турбины . Ветряным турбинам требуется постоянная скорость ветра 15 километров (9 миль) в час для небольших ветряных турбин и 21 километр (14 миль) в час для турбин коммунального масштаба. Очень важно, чтобы эти измерения скорости ветра были очень точными, потому что любая ошибка в скорости ветра будет значительно увеличена. Например, если ваш анемометр завышает скорость ветра на 10%, вы переоцениваете мощность примерно на 133%, или на треть больше.

Сегодня мы будем инженерами и создадим собственные простые анемометры. С помощью этих инструментов мы можем определить лучшее место вокруг нашей школы для установки ветряной турбины.

Процедура

Перед мероприятием

• За несколько дней забрать использованные ящики из гофрированного картона.
• Соберите все материалы и сделайте копии рабочего листа анемометра.

Со студентами

1. Разделите класс на команды по два ученика в каждой.Обеспечьте каждую команду материалами и рабочим местом.
2. Попросите учащихся раскрасить внешнюю сторону одного бумажного стаканчика маркером.
3. Затем попросите их вырезать из коробок из гофрированного картона две полосы одинакового размера, каждая длиной от 13 до 23 см (от 5 до 9 дюймов). При необходимости используйте линейки. Это будут лезвия анемометра.
4. Перекрестите картонные полоски так, чтобы они образовывали знак «плюс» (+). Скрепите их вместе посередине, где они пересекаются (см. Рисунок 1), убедившись, что лезвия анемометра имеют одинаковую длину.Используйте линейки, чтобы измерить лезвия и найти точный центр.

Рис. 1. Настройка активности чашечного анемометра. Авторское право

Авторское право © Калифорнийская энергетическая комиссия http://www.energyquest.ca.gov/projects/anemometer.html

5. Прикрепите одну чашку, повернутую боком, к концу каждого картонного лезвия, убедившись, что все чашки смотрят в одном направлении.
6. Проденьте булавку в центр картонного креста и прикрепите ее к кончику ластика карандаша.Подуйте на чашки, чтобы картонные лезвия свободно вращались на булавке.
7. Выведите учеников на улицу (возможно, на игровую площадку) с их анемометрами и пластилином. Попросите команды выбрать место, в котором они хотели бы измерить скорость ветра.
8. Попросите учащихся поместить пластилин для лепки на устойчивую поверхность, например, на перила забора, стену или камень. Воткните заостренный конец карандаша в глиняную насыпь, чтобы он стоял ровно и надежно удерживал анемометр.
9. Измерьте скорость ветра, посчитав количество оборотов анемометра в минуту (частота вращения). Подчеркните, как это помогает отслеживать количество вращений, наблюдая за движением чашки с отметками. Студенты должны сделать три измерения на своем месте и вычислить среднюю скорость вращения. Запишите измерения и наблюдения в рабочий лист.
10. Попросите членов студенческой группы поработать вместе, чтобы заполнить рабочий лист.
11. В заключение сравните результаты каждой команды в рамках всего класса (см. Оценку после выполнения задания «Разработайте свою игровую площадку» в разделе «Оценка»).Каковы ветры на детской площадке? Какое место самое ветреное? Самое спокойное место? Устойчивый ветер? Порывистый ветер? Почему (или почему нет) эти хорошие места для размещения ветряной турбины?

Словарь / Определения

анемометр: прибор для измерения силы и скорости ветра.

чашечный анемометр: вертикальный столб с тремя чашками, которые улавливают ветер. Инструмент, используемый для измерения скорости ветра.

Генератор: устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

кинетическая энергия: энергия движения. Например, волчок, падающий объект и катящийся шар обладают кинетической энергией. Движение, если ему противодействует сила, действительно работает. Ветер и вода обладают кинетической энергией.

узел: (морское определение) единица измерения скорости ветра над водой. 1 узел = 1,852 километра в час (или 1.15 миль в час). В морском использовании узел – это единица измерения скорости, а не расстояния, и имеет встроенное значение «в час». Итак, корабль может двигаться со скоростью десять узлов (а не десять узлов в час). Происхождение: Используется на парусных кораблях с 1600-х годов. Термин происходит от узлов, связанных через равные промежутки веревкой, прикрепленной к бревну. Бревно было выброшено за борт, и моряк подсчитал количество узлов, прошедших через его руки в течение установленного периода времени, чтобы рассчитать скорость корабля.

скорость вращения: количество вращений анемометра в минуту.

турбина: машина, в которой кинетическая энергия движущейся жидкости преобразуется в механическую энергию, заставляя вращаться ряд лопаток, лопастей или лопастей на роторе.

метеостанция: объект или место, где собираются, записываются и публикуются метеорологические данные.

энергия ветра: энергия, полученная от естественного движения ветра.

ветряная электростанция: электростанция, которая использует множество ветряных турбин для выработки электроэнергии.

ветряная турбина: машина, которая преобразует движущуюся энергию ветра в механическую и / или электрическую энергию.

флюгер: инструмент для измерения направления ветра. Расположен высоко в воздухе на открытой крыше или шесте. Он свободно вращается на стержне. Конец в форме стрелки указывает направление, откуда дует ветер, а другой конец улавливает ветер. Также называется флюгером.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Мозговой штурм: В небольших группах предложите учащимся провести открытое обсуждение, чтобы подумать о местах, где может быть очень ветрено, и местах, где обычно не ветрено.Напомните им, что ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Пусть по одному учащемуся от каждой команды напишут на доске свои идеи и поделятся с классом.

Прогноз: Попросите учащихся указать места за пределами школы, где может быть ветер, и перечислите их на доске. Попросите учащихся предсказать, какие места могут быть самыми ветреными, и записать прогнозы на доске.

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист : Попросите учащихся записать свои измерения и заполнить Рабочий лист анемометра в группах.Просмотрите их ответы, чтобы оценить их владение концепциями.

Оценка после деятельности

Проектирование вашей игровой площадки: Используйте данные класса, чтобы определить характер ветра на детской площадке (или в области, которую вы использовали в этом упражнении). Попросите учащихся нарисовать карту этой области и записать на ней скорости ветра для разных мест. Попросите одного из учащихся нарисовать ветряную турбину в лучшем месте на этой карте и объяснить, почему они выбрали это место.

Toss-a-Question: Предоставьте студентам список вопросов (см. Ниже).Учащиеся работают в группах и бросают шарик или пачку бумаги взад и вперед. Студент с мячом задает вопрос, а затем бросает мяч кому-нибудь, чтобы тот ответил. Если ученик не знает ответа, он подбрасывает мяч вперед, пока кто-нибудь его не получит. Человек, получивший правильный ответ, приступает к следующему вопросу. Просмотрите ответы в конце. Возможные вопросы / ответы:

• Как анемометр измеряет скорость ветра? (Ответ: Ветер, ударяющий по чашкам анемометра, заставляет анемометр вращаться.Скорость вращения анемометра зависит от скорости ветра.)
• Зачем вам знать скорость ветра? (Возможные ответы: знать, как одеваться по погоде. Чтобы определить, хороший ли сегодня день для игры в теннис на улице. Чтобы решить, хороший ли день, чтобы устроить пикник, почитать на улице или запустить воздушного змея.)
• Зачем вам знать направление ветра? (Возможные ответы: запустить воздушный змей. Создать площадку для бадминтона или волейбола, справедливую для каждой стороны. Найти укрытое место во дворе для домашнего животного.Чтобы управлять парусом на парусной лодке или безопасно посадить самолет.)
• Зачем инженеру знать скорость ветра? (Ответ: Инженеры используют скорость ветра для определения места для размещения ветряных турбин, определения погодных условий и определения расхода воздуха, например, потока воздуха для вентиляции шахты.)
• Почему инженерам нужно использовать анемометры, чтобы решить, где разместить ветряные турбины? (Ответ: ветряные генераторы производят гораздо больше электроэнергии в местах с устойчивой высокой скоростью ветра.)
• Где инженер может найти небольшую ветряную турбину, используемую для выработки электроэнергии для одного дома? (Возможные ответы: на крыше дома, на холме возле дома или на шесте высоко возле дома.)

Вопросы безопасности

• Предупредите учащихся, чтобы они были осторожны, вставляя канцелярскую кнопку в ластик для карандашей, чтобы их руки не соскользнули и случайно не проткнули себя.

Советы по поиску и устранению неисправностей

Убедитесь, что ученики расположили картон крест-накрест с ножками одинаковой длины.

Убедитесь, что ось анемометра расположена точно в центре картонного креста.Некоторым ученикам может потребоваться помощь в определении точного центра картонного креста.

Расширения деятельности

Попросите учащихся использовать свои анемометры для определения скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором на низкой и высокой скорости.

Попросите учащихся записывать скорость ветра в выходные дни. Попросите их измерить скорость утром, днем ​​и вечером. Сравните измерения учеников.Сильно ли меняется скорость ветра в течение дня? Сильно ли меняется скорость ветра от места к месту? Как конструкции влияют на скорость ветра?

Попросите учащихся построить различные датчики ветра и флюгеры. Дополнительную информацию можно найти в Интернет-сайте Института Франклина, Сделайте свой собственный флюгер, http://www.ps-survival.com/PS/Weather/Make_Your_Own_Weather_Station_2004.pdf и Wind Vane, http://sw031.k12.sd.us/ weather.htm

Масштабирование активности

• Для более низких сортов может быть проще заранее вырезать достаточное количество картонных лезвий.Попросите учащихся попрактиковаться в подсчете количества вращений анемометра в минуту.
• Для старших классов попросите учащихся преобразовать скорость вращения анемометра в скорость ветра в сантиметрах (или дюймах) в секунду. Скорость ветра измеряется скоростью вращения анемометра в оборотах в минуту (об / мин). Чтобы преобразовать скорость ветра в сантиметры (или дюймы) в секунду, используйте приведенное ниже уравнение с диаметром анемометра в сантиметрах (или дюймах).
• Для старших классов: соберите все данные о скорости ветра в классе и попросите учащихся определить минимальную, максимальную и среднюю скорости ветра.

использованная литература

Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 19 декабря 2005 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией)

Сделайте анемометр. Научные проекты, Энергетическая комиссия Калифорнии. http://www.energyquest.ca.gov/projects/anemometer.html По состоянию на 19 октября 2005 г. (Источник активности)

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора-Томпсон; Сабер Дурен; Натали Мах; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант GK-12 No.0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику DOE или NSF, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.

Последнее изменение: 11 ноября 2021 г.

.