風速と風向を測定するいくつかの方法
風速とは、単位時間当たりに風が流れる距離を指します。 風力とは、風が物体に吹くときの力のことです。 風速には等級はありませんが、風力には等級があり、風速は風力の等級分けの基礎となります。 一般に、風速が大きいほど、風速が高いほど、風の破壊力は大きくなります。
1. なぜ風速と風力の測定を重視する必要があるのでしょうか?
風力と風速は気象研究において重要な指標であり、人々が注目する重要な要素でもあります。 人々の日常生活に大きな影響を与えるだけでなく、気象研究や航海などの業務にも大きな意味をもつため、事前に風速や風向を測定することは、さまざまな活動の円滑な展開につながります。
2. 風速や風向の測定方法は何ですか?
測定原理に応じて、従来の測定法、機械的測定法、超音波法、比色法などの方法を紹介します。
従来の測定
1.風向測定：風向計を使用
風向計の風向矢印の向きは、その時の風がどの方向に吹いているかを示します。 風向計と気流の方向の間に特定の角度がある場合、気流によって風向計の尾部に圧力が発生します。 そのサイズは、風向計の幾何学的形状を気流方向の垂直面に投影したものに比例します。 風向計の頭部には小さな風上面積があり、尾翼には大きな風上面積があります。 この圧力差によって発生する風圧により、風向計は気流と接触するまで垂直軸を中心に回転します。 平行。 風向計と固定主方位指示棒との相対位置から風向を容易に観測できます。
2.風速測定：風速計を使用する
風感知器には長方形の風圧板があり、その横に円弧状のフレームが設置されており、フレームには長短の歯が付いています。 風圧板が立てている長短の歯の数は風力の大きさを表し、風力が大きいほど風速レベルが高くなります。
機械式風速測定
風力計風速測定などの機械式風速測定は、機械式時計のように見え、一般にシャフト内の風を測定するために使用されます。 最初に風速を推定し、次に風速計とストップウォッチを使用して風速計とストップウォッチの指針をゼロにリセットし、風速計を風の流れに面し、風向きに対して垂直にする必要があります。フロー。 風力計が 30 秒間アイドル状態になった後、風力計のスイッチとストップウォッチを同時にオンにして測定を開始します。 なお、同一区間での風速測定は 3 回以上とし、風速測定処理中に風速測定が円滑に行われること。 例えば、風速・風向センサーは一般的な機械風計測方式を採用しており、風力エネルギーを有効活用し、新エネルギー風力発電技術の開発をサポートしています。
超音波流速測定
超音波風速測定の動作原理は、超音波時間差法を使用して風速と風向の測定を実現することです。 空気中の音の伝播速度により、風向きの気流速度と重畳します。 超音波が風と同じ方向に進むと、その速度は増加します。 逆に、超音波が風と逆方向に進むと、その速度は遅くなります。 したがって、一定の検出条件下では、空気中を伝播する超音波の速度は風速関数に対応することができます。 計算により正確な風速、風向を求めることができます。
比色原理測定法
熱量測定の原理を使用して風速を測定する典型的な例は、風速計です。 その基本原理は、流体の中に細い金属線を置き、電流を通して線を加熱し、その温度を流体の温度より高くすることです。 したがって、ワイヤーの風速は「ホットライン」と呼ばれます。 流体がワイヤ内を垂直方向に流れると、ワイヤの熱の一部が奪われ、ワイヤの温度が低下します。 強制対流熱交換の理論によれば、ホットラインによって失われる熱 Q と流体の速度 v の間には関係があります。 風速計は、低風速を測定できる計器です。 熱球ロッドプローブと測定器の 2 つの部分で構成されます。 プローブには、ニクロム線コイルを備えたガラス球と、球体内に巻かれた 2 つの熱電対が付いています。 熱電対の冷接点は、空気流に直接さらされるリン青銅のポストに取り付けられています。 加熱リングに一定量の電流が流れると、ガラス球の温度が上昇します。 増加の度合いは風速に関係し、風速が小さいときは増加の度合いが大きく、風速が小さいときは増加の度合いが大きくなります。 それ以外の場合、増加の程度は小さいです。 上昇の大きさは熱電対によってメーターに表示されます。 電気計の指示値から検量線を確認し、その時の風速を求めます。
