Жел өлшегіш құралдар тарихы

Кіріспе

Жел жылдамдығын өлшейтін құрал.

Метеорологияда анемометр – желдің жылдамдығы мен бағытын өлшейтін құрылғы. Бұл ауа райы станцияларында қолданылатын кең таралған аспап. Анемометрдің ең алғашқы сипаттамасын 1450 жылы итальяндық сәулетші және жазушы Леон Баттиста Альберти (1404–1472) жасаған.

Тарих

Анемометр 15 ғасырда жасалғаннан бері көп өзгермеді. Альберти шамамен 1450 жылы оны ойлап тапқан делінеді. Содан кейінгі ғасырларда Роберт Гук (1635–1703) сияқты көптеген адамдар өздерінің нұсқаларын жасады, ал кейбіреулері оны ойлап тапқан деп жаңылыстырылды. 1846 жылы Томас Ромни Робинсон (1792–1882) төрт жарты шар тәрізді кесе және механикалық дөңгелектерді пайдаланып конструкцияны жақсартты. 1926 жылы канадалық метеоролог Джон Паттерсон (1872–1956) үш кеселі анемометрді жасады, ал 1935 жылы Бревоорт пен Джойнер оны жетілдірді. 1991 жылы Дерек Уэстон жел бағытын өлшеу мүмкіндігін қосты. 1994 жылы Андреас Пфлиц сонарлық анемометрді жасады.

Кекселі анемометрлер

1845 жылы Армағ обсерваториясының пасторы, доктор Джон Томас Ромни Робинсон анемометрдің қарапайым түрін ойлап тапты. Ол тік оське орнатылған көлденең қолдарға бекітілген төрт жарты шар пішіндес тостағаннан тұрды. Кез келген көлденең бағытта тостағандардың басынан өтетін ауа ағыны осьті желдің жылдамдығына пропорционалды шамамен жылдамдықпен бұратын. Сондықтан, белгілі бір уақыт аралығындағы осьтің айналу санын есептеу, желдің орташа жылдамдығына пропорционалды мәнді, кең диапазонды жылдамдықтар үшін анықтайтын. Бұл түрдегі құрал айналмалы анемометр деп те аталады.

Төрт стакан

Төрт стаканды анемометрде жел әрқашан бір стаканның ойысын қабылдайды және қарсы стаканның артқы жағына соғады. Құрғақ жарты шардың дөңгелек жағындағы кедергі коэффициенті 0,38, ал ойыс жағында 1,42 болғандықтан, желге ойыс жағын ұсынған стаканға көбірек күш түседі. Осы асимметриялық күштің нәтижесінде анемометр осіне бұрылу моменті туындайды, ол оны айналдырады. Теориялық тұрғыдан алғанда, анемометрдің айналу жылдамдығы желдің жылдамдығына пропорционалды болуы керек, себебі дененің үстіне түсетін күш газдың немесе сұйықтықтың жылдамдығына пропорционалды. Дегенмен, практикада айналу жылдамдығына басқа да факторлар әсер етеді, оның ішінде құралдың турбуленттілігі, стакан мен тіреу қолдарының тудырған бұрылу моментіне қарсы кедергінің ұлғаюы және бекіту нүктесіндегі үйкеліс. Робинсон алғаш анемометрін жасағанда, стакан жел жылдамдығының үштен бірінің жылдамдығымен қозғалады, стаканның көлемі мен қолдың ұзындығының маңызы жоқ деп мәлімдеді. Бұл кейбір ерте тәуелсіз тәжірибелермен расталған, бірақ бұл дұрыс емес еді. Керісінше, желдің жылдамдығы мен стаканның жылдамдығы арақатынасы, анемометрлік фактор, стакан мен қолдың өлшемдеріне байланысты және екіден үштен сәл артық болуы мүмкін. Қате анықталғаннан кейін, анемометрлерді қолдана отырып жасалған барлық бұрынғы тәжірибелер қайтадан жүргізілуі керек болды.

Үш стакан

1926 жылы канадалық Джон Паттерсон әзірлеген үш кеселі анемометр, сондай-ақ 1935 жылы АҚШ-тың Бреворт және Джойнер жасаған келесі жақсартулар, дерлік сызықты жауап беретін және 3%-дан аз қателікпен өлшене алатын айналма дөңгелек конструкциясына алып келді. Паттерсонның анықтауынша, әрбір кесе жел ағынына 45° бұрышпен келгенде максималды айналу моментін тудырады. Үш кеселі анемометр төрт кеселі анемометрге қарағанда тұрақтырақ айналу моментіне ие және желдің күрт өзгеруіне жылдамрақ ден қояды.

Үш шарап жел бағыты

Үш стаканды анемометрді 1991 жылы австралиялық доктор Дерек Уэстон жел бағытын да өлшеу үшін одан әрі жетілдірді. Ол бір стақанға табель қосты, нәтижесінде стақан дөңгелегінің жылдамдығы табель желмен бірге және қарсы қозғалғанда өзгере бастады. Жел бағыты осы жылдамдық өзгерістерінің циклдығы бойынша есептеледі, ал жел жылдамдығы стақан дөңгелегінің орташа жылдамдығы бойынша анықталады. Қазіргі таңда үш стаканды анемометрлер жел ресурстарын бағалау зерттеулері мен практикасындағы өнеркәсіптік стандарт болып табылады.

Анемометрлер

Механикалық жылдамдық анемометрлерінің тағы бір түрі – желкелі анемометр. Оны жел тегершігі немесе винтті анемометр деп те сипаттауға болады. Робинсон анемометрінен айырмасы, оның айналу осі тік болса, желкелі анемометрдің осі жел бағытына параллель болуы керек, сондықтан ол көлденең орналасады. Сонымен қатар, жел бағыты өзгеретін болғандықтан және ось осы өзгерістерге ілесіп отыруы тиіс болғандықтан, желбағы немесе осы мақсатты орындайтын басқа да құрылғы қолданылуы керек. Сөйтіп, желкелі анемометр желдің жылдамдығы мен бағытын бір құралмен дәл және нақты өлшеу үшін желпек пен құйрықты біріктіреді. Жел желдеткіштің жылдамдығы айналым санағышымен өлшеніп, электрондық чип арқылы жел жылдамдығына түрлендіріледі. Осылайша, көлденең қимасы белгілі болған жағдайда көлемдік ағын мөлшерін есептеуге болады. Егер ауа қозғалысының бағыты әрқашан бірдей болса, мысалы, шахталар мен ғимараттардың желдету шахталарында, ауа өлшегіштер деп аталатын желбағылар қолданылады және олар қанағаттанарлық нәтижелер береді.

Ыстық сыммен анемометрлер

Ыстық сым анемометрлері айналадағы температурадан жоғары температураға дейін электрлік қыздырылған, бірнеше микрометрлік жуандықтағы ұсақ сымды пайдаланады. Ауа сым арқылы өтетін кезде оны салқындатады. Көптеген металдардың электрлік кедергісі металдың температурасына байланысты (тунгстен ыстық сымдар үшін жиі қолданылады), сондықтан сымның кедергісі мен ауа жылдамдығы арасындағы байланысты анықтауға болады. Көп жағдайда, егер жел көрсеткішімен (wind vane) жұптастырылмаса, олар ауа ағысының бағытын өлшеуге қолданылмайды. Мұны іске асырудың әртүрлі тәсілдері бар, ал ыстық сым құрылғыларын CCA (тұрақты ток анемометрі), CVA (тұрақты кернеу анемометрі) және CTA (тұрақты температура анемометрі) деп жіктеуге болады. Осы анемометрлерден шығатын кернеу, Ом заңына сәйкес, құрылғы ішіндегі белгілі бір айнымалыны (ток, кернеу немесе температура) тұрақты ұстауға бағытталған схеманың нәтижесі болып табылады. Сонымен қатар, PWM (пульс ені модуляциясы) анемометрлері де қолданылады, онда жылдамдық сымды белгіленген кедергіге жеткізетін және содан кейін сым "ең төменгі" деңгейге жеткенше тоқтап тұратын токтың қайталанатын импульсінің ұзақтығы арқылы анықталады, одан кейін импульс қайта жіберіледі. Ыстық сым анемометрлері өте нәзік болғанымен, басқа өлшеу әдістерімен салыстырғанда жоғары жиілікті жауапқа және кеңістіктік ажыратымдылыққа ие, сондықтан турбулентті ағындарды немесе жылдамдық кез келген ауытқулары қызығушылық тудыратын ағындарды егжей-тегжейлі зерттеу үшін олар кеңінен қолданылады. Ұсақ сым анемометрінің өнеркәсіптік нұсқасы – жылу ағыны өлшегіш, ол бірдей принципке негізделген, бірақ температураның өзгеруін бақылау үшін екі штыршық немесе жіптерді пайдаланады. Бұл жіптерде ұсақ сымдар бар, бірақ сымдарды қаптау оларды мықтырақ етеді және құбырлардағы, арналардағы және шахталардағы ауа, газ және шығарындылар ағынын дәл өлшеуге мүмкіндік береді. Өнеркәсіптік қолданыстарда классикалық ыстық сым анемометрін зақымдайтын ластану жиі кездеседі.

Лазерлік допплер анемометрлері

Лазерлік Доплерлік жылдамдық өлшегіште лазерлік Доплерлік анемометрлер лазерден шыққан және екі сәулеге бөлінген жарық сәулесін пайдаланады, олардың бірі анемометрден сыртқа таралады. Жарық сәулесі шығатын жерге жақын ауа молекулаларымен бірге қозғалған бөлшектер (немесе қасақана енгізілген ұсақ материал) жарықты детекторға кері шашыратады, онда ол бастапқы лазер сәулесімен салыстырылып өлшенеді. Бөлшектердің жоғары жылдамдығында олар лазерлік жарықта желдің жылдамдығын өлшеуге мүмкіндік беретін Доплер эффектін тудырады, бұл бөлшектердің және демек, анемометр маңындағы ауаның жылдамдығын есептеу үшін қолданылады.

Ультрадыбыстық анемометрлер

Алғаш рет 1950 жылдары жасалған ультрадыбыстық анемометрлер желдің жылдамдығын өлшеу үшін ультрадыбыстық дыбыс толқындарын пайдаланады. Олар желдің жылдамдығын аударғыштардың жұптары арасындағы дыбыстық импульстердің ұшу уақытына сүйеніп өлшейді. Дыбыстық импульстің бір аударғыштан оның жұбына дейін жүруіне кететін уақыт, ауадағы дыбыс жылдамдығына және сол бағыттағы жел жылдамдығына кері пропорционал: мұнда – ұшу уақыты, – аударғыштар арасындағы қашықтық, – ауадағы дыбыс жылдамдығы және – жел жылдамдығы. Басқаша айтқанда, жел неғұрлым жылдам болса, дыбыс импульсі соғұрлым жылдам таралады. Ауадағы дыбыс жылдамдығын (температураға, қысымға және ылғалға байланысты өзгеретін) түзету үшін дыбыс импульстері екі бағытта жіберіледі және желдің жылдамдығы ұшудың алға және кері уақытын пайдалану арқылы есептеледі: мұнда – алға қарайғы ұшу уақыты, ал – кері қарайғы ұшу уақыты. Ультрадыбыстық анемометрлерде қозғалмалы бөліктер болмағандықтан, оларды күтіп ұстау қарапайым және оларды қиын жағдайларда қолдануға болады. Олар желдің жылдамдығының кең диапазонында жұмыс істейді. Олар желдің жылдамдығы мен бағытының кенеттен өзгеруін өлшеуге қабілетті, секундына көптеген өлшемдер жасайды, сондықтан турбулентті ауа ағынының үлгілерін өлшеуде пайдалы. Олардың басты кемшілігі – аударғыштарды ұстап тұратын құрылымның ауа ағынын бұрмалауы, бұл әсерді азайту үшін жел туннеліндегі өлшемдерге негізделген түзетуді қажет етеді. Жаңбыр тамшылары немесе мұз аударғыштарда да қателіктер тудыруы мүмкін. Дыбыс жылдамдығы температураға байланысты өзгеретіндіктен, ал қысым өзгергенде дерлік тұрақты болғандықтан, ультрадыбыстық анемометрлер термометр ретінде де қолданылады. Аударғыштардың жұптарынан алынған өлшемдерді біріктіре отырып, 1, 2 немесе 3 өлшемді ағындағы жылдамдықты өлшеуге болады. Екі өлшемді (желдің жылдамдығы мен бағыты) дыбыстық анемометрлер метеостанцияларда, кемелердегі навигацияда, авиацияда, ауа райы буяларында және жел турбиналарында қолданылады. Жел турбиналарын бақылау үшін әдетте жел жылдамдығы өлшемдерін 3 Гц жиілікте жаңарту қажет, бұл дыбыстық анемометрлермен оңай орындалады. Үш өлшемді дыбыстық анемометрлер газ шығарылымдарын және экожүйе ағындарын өлшеу үшін, жылдам жауап беретін инфрақызыл газ анализаторларымен немесе лазерлік анализаторлармен бірге айналысты ковариация әдісін қолдана отырып, кеңінен қолданылады.

Ultrasonic anemometers, first developed in the 1950s, use ultrasonic sound waves to measure wind velocity. They measure wind speed based on the time of flight of sonic pulses between pairs of transducers. The time that a sonic pulse takes to travel from one transducer to its pair is inversely proportionate to the speed of sound in air plus the wind velocity in the same direction: where is the time of flight, is the distance between transducers, is the speed of sound in air and is the wind velocity. In other words, the faster the wind is blowing, the faster the sound pulse travels. To correct for the speed of sound in air (which varies according to temperature, pressure and humidity) sound pulses are sent in both directions and the wind velocity is calculated using the forward and reverse times of flight: where is the forward time of flight and the reverse. Because ultrasonic anenometers have no moving parts, they need little maintenance and can be used in harsh environments. They operate over a wide range of wind speeds. They can measure rapid changes in wind speed and direction, taking many measurements each second, and so are useful in measuring turbulent air flow patterns. Their main disadvantage is the distortion of the air flow by the structure supporting the transducers, which requires a correction based upon wind tunnel measurements to minimize the effect. Rain drops or ice on the transducers can also cause inaccuracies. Since the speed of sound varies with temperature, and is virtually stable with pressure change, ultrasonic anemometers are also used as thermometers. Measurements from pairs of transducers can be combined to yield a measurement of velocity in 1 , 2 , or 3 dimensional flow. Two dimensional (wind speed and wind direction) sonic anemometers are used in applications such as weather stations, ship navigation, aviation, weather buoys and wind turbines. Monitoring wind turbines usually requires a refresh rate of wind speed measurements of 3 Hz, easily achieved by sonic anemometers. Three dimensional sonic anemometers are widely used to measure gas emissions and ecosystem fluxes using the eddy covariance method when used with fast response infrared gas analyzers or laser based analyzers.

Акустикалық резонанстық анемометрлер

Акустикалық резонанстық анемометрлер – соник анемометрдің жақында пайда болған түрі. Технологияны Саввас Капартис ойлап тапты және 1999 жылы патенттеді. Дәстүрлі соник анемометрлер ұшу уақытын өлшеуге негізделсе, акустикалық резонанстық сенсорлар өлшеуді жүзеге асыру үшін арнайы құрылған шағын қуыста резонанстық акустикалық (ультрадыбыстық) толқындарды пайдаланады. Қуысқа ультрадыбыстық жиіліктерде жеке тұрған толқын үлгілерін жасау үшін қолданылатын ультрадыбыстық түрлендіргіштердің массиві орнатылған. Жел қуыстан өтетін кезде толқынның қасиеттері өзгереді (фазалық ығысу). Әр түрлендіргіштен алынған сигналдардағы фазалық ығысу мөлшерін өлшеу және деректерді математикалық өңдеу арқылы сенсор желдің жылдамдығы мен бағытын дәл көлденең бағытта өлшеуге мүмкіндік береді. Акустикалық резонанстық технология шағын қуыста өлшеуге мүмкіндік беретіндіктен, сенсорлар әдетте басқа ультрадыбыстық сенсорларға қарағанда кішірек болады. Акустикалық резонанстық анемометрлердің кіші өлшемдері оларды физикалық тұрғыдан берік етеді және қыздыру оңай, демек, мұздануға төзімді. Бұл мүмкіндіктердің жиынтығы деректердің жоғары қолжетімділігін қамтамасыз етеді және жел турбиналарын басқаруға, сондай-ақ майдан метеорологиясы сияқты шағын, берік сенсорларды қажет ететін басқа да қолдануларға өте қолайлы. Бұл сенсор түрінің бір мәселесі – калибрленген механикалық сенсормен салыстырғанда өлшеудің дәлдігі. Көптеген қолданулар үшін бұл кемшілік сенсордың ұзақ қызмет ету мерзімімен және орнатылғаннан кейін қайта калибрлеу қажеттілігінің болмауымен толықтырылады.

Қысымды anemometers

Қысымды өлшейтін анемометрлердің алғашқы жобалары пластиналы және түтікшелі типтерге бөлінді.

Табақ анемометрлері

Бұл – алғашқы заманауи анемометрлер. Олар желдің табақты бұруы үшін жоғарыдан ілінетін жалпақ тақтадан тұрады. 1450 жылы итальяндық суретші-сәулетші Леон Баттиста Альберти алғашқы механикалық анемометрді ойлап тапты; 1663 жылы оны Роберт Гук қайта ойлап тапты. Осы үлгінің кейінгі нұсқалары желдің бағытын көрсететін құрылғымен желге перпендикуляр ұсталатын, шаршы немесе дөңгелек пішінді жалпақ тақтадан тұрады. Желдің тақтаға түсетін қысымы серіппемен тепе-теңдестіріледі. Серіппенің қысылуы желдің тақтаға түсіретін күшін анықтайды, және бұл көрсеткіште немесе тіркегіште оқылады. Мұндай құралдар әлсіз желге сезбейді, күшті жел кезінде дұрыс емес көрсеткіштер береді және өзгермелі желге жауап беруі баяу болады. Тақта анемометрлері көпірлердегі күшті жел туралы ескерту жүйелерін іске қосу үшін қолданылған.

Түтік анемометрлері

Джеймс Линдтің 1775 жылғы анемометрі тік орнатылған шыны U-түтігінен тұратын, ішінде сұйық манометр (қысым өлшегіш) бар құрал. Оның бір ұшы жел ағынына қарай көлденең бағытта иілген, ал екінші тік ұшы бітелген. Линдтің анемометрі алғашқысы болмаса да, осы типтегі ең тиімді және кең таралған анемометр болып есептеледі. Егер жел түтіктің аузына соқса, манометрдің бір жағындағы қысым артады. Ал тік түтіктің ашық жағына соққан жел манометрдің екінші жағындағы қысымда аз өзгерістер тудырады. U-түтігінің екі тармағындағы биіктік айырмашылығы желдің жылдамдығын көрсетеді. Дегенмен, нақты өлшеу үшін желдің жылдамдығы түтіктің ашық жағына тікелей бағытталуы керек; желдің нақты бағытынан кез келген шағын ауытқу оқудың үлкен қателіктеріне алып келеді. Уильям Генри Дайнстың 1892 жылғы металл қысымды құбыр анемометрі желге қарай бағытталған түзу құбырдың ашық аузы мен жоғарғы жағы бітелген тік құбырдың кішкентай тесіктерінің сақинасы арасындағы бірдей қысым айырмашылығын пайдаланды. Екеуі де бірдей биіктікте орнатылған. Бұл құралдың жұмыс істеу принципіне негізделген қысым айырмашылықтары өте шағын, сондықтан оларды тіркеу үшін арнайы құралдар қажет. Тіркегіш жабық камерадағы иілгіш дискіден (float) тұрады, камераның бір бөлігі сумен толтырылған. Түзу құбырдан келген құбыр жабық камераның жоғарғы бөлігіне қосылады, ал кішкентай тесіктерден келген құбыр дискінің ішкі жағына бағытталған. Қысым айырмашылығы дискінің тік қалпын анықтайды, демек, бұл желдің жылдамдығын өлшеуге мүмкіндік береді. Түтік тәрізді анемометрдің басты артықшылығы – оның ашық бөлігін биік тіреуге орнатуға болады және ол жылдар бойы майлауды немесе күтімді қажет етпейді; ал тіркеу бөлігін кез келген ыңғайлы жерге орналастыруға болады. Құрылғыны қосу үшін екі құбыр қажет. Бір қарағанда, бір құбыр жеткілікті сияқты көрінеді, бірақ бұл құралдардың қысымдағы айырмашылықтары соншалықты аз, тіркеу бөлігі орналасқан бөлмедегі ауа қысымын ескеру қажет. Сондықтан, егер құрал тек қысымға немесе сору әсеріне ғана тәуелді болса және бұл қысым немесе сору есіктер мен терезелер мұқият жабылып, газет қағазы түтін шығарып жатқанда өлшенсе, онда ол 10 миль/сағ (16 км/сағ) жылдамдықпен соққан желдің әсеріне тең болуы мүмкін; ал ауа райы нашар болғанда терезені ашу немесе есікті ашу тіркеуді толығымен өзгерте алады. Динес анемометрінің қателігі тек 1% болғанымен, ол нашар желде жақсы жұмыс істемеді, себебі желдің бағытын өзгерту үшін қажетті жалпақ пластиналы желкеннің сезімталдығы төмен болды. 1918 жылы осы мәселені шешу үшін жалпақ пластиналы желкенге қарағанда сегіз есе күшті айналу моментіне ие аэродинамикалық желкен қолданылды.

James Lind's anemometer of 1775 consisted of a vertically mounted glass U tube containing a liquid manometer (pressure gauge), with one end bent out in a horizontal direction to face the wind flow and the other vertical end capped. Though the Lind was not the first, it was the most practical and best known anemometer of this type. If the wind blows into the mouth of a tube, it causes an increase of pressure on one side of the manometer. The wind over the open end of a vertical tube causes little change in pressure on the other side of the manometer. The resulting elevation difference in the two legs of the U tube is an indication of the wind speed. However, an accurate measurement requires that the wind speed be directly into the open end of the tube; small departures from the true direction of the wind causes large variations in the reading. The successful metal pressure tube anemometer of William Henry Dines in 1892 utilized the same pressure difference between the open mouth of a straight tube facing the wind and a ring of small holes in a vertical tube which is closed at the upper end. Both are mounted at the same height. The pressure differences on which the action depends are very small, and special means are required to register them. The recorder consists of a float in a sealed chamber partially filled with water. The pipe from the straight tube is connected to the top of the sealed chamber and the pipe from the small tubes is directed into the bottom inside the float. Since the pressure difference determines the vertical position of the float this is a measure of the wind speed. The great advantage of the tube anemometer lies in the fact that the exposed part can be mounted on a high pole, and requires no oiling or attention for years; and the registering part can be placed in any convenient position. Two connecting tubes are required. It might appear at first sight as though one connection would serve, but the differences in pressure on which these instruments depend are so minute, that the pressure of the air in the room where the recording part is placed has to be considered. Thus, if the instrument depends on the pressure or suction effect alone, and this pressure or suction is measured against the air pressure in an ordinary room in which the doors and windows are carefully closed and a newspaper is then burnt up the chimney, an effect may be produced equal to a wind of 10 mi/h (16 km/h); and the opening of a window in rough weather, or the opening of a door, may entirely alter the registration. While the Dines anemometer had an error of only 1% at , it did not respond very well to low winds due to the poor response of the flat plate vane required to turn the head into the wind. In 1918 an aerodynamic vane with eight times the torque of the flat plate overcame this problem.

Пито түтігімен статикалық анемометрлер

Қазіргі заманғы түтікше анемометрлері Динес анемометрімен бірдей принципті қолданады, бірақ әртүрлі конструкцияны пайдаланады. Осы жүзеге асыруда питоттық-статикалық түтік қолданылады, ол питоттық түтік, екі порты бар – питоттық және статикалық, көбінесе ұшақтың жылдамдығын өлшеу үшін қолданылады. Питоттық порты желге қарай бағытталған ұшы бар түтіктің ашық аузының динамикалық қысымын өлшейді, ал статикалық порт осы түтіктің қабырғасындағы кішкентай тесіктер арқылы статикалық қысымды өлшейді. Питоттық түтік құйрықпен жалғастырылған, осылайша түтіктің ұшы әрқашан желге қаратылады. Сонымен қатар, түтік мұздың түзілуін болдырмау үшін қыздырылады. Түтіктен екі желі төменге дейін созылады, олар екі желідегі қысымның айырмасын өлшеуге арналған. Өлшеу құралдары манометрлер, қысым түрлендіргіштер немесе аналогтық тіркегіштер болуы мүмкін.

Пинг-понг доптарының анемометрлері

Негізгі пайдалану үшін арналған әдеттегі анемометр – жіпке бекітілген пинг-понг доптан жасалады. Жел көлденең баққанда, ол допқа қысым жасап, оны жылжытады; пинг-понг доптарының өте жеңіл болуына байланысты, олар көбінесе әлсіз желде де оңай қозғалады. Жіпке ілінген доптың тік сызықтан бұрылу бұрышы желдің жылдамдығын бағалауға мүмкіндік береді. Мұндай анемометр көбінесе орта мектептерде оқу мақсатында қолданылады, көптеген оқушылар оны өздері жасайды, бірақ ұқсас құрылғы Phoenix Mars Lander ғарыш кемесінде де пайдаланылған.

Тығыздықтың өлшемдерге әсері

Түтік анемометрінде динамикалық қысым тікелей өлшенеді, бірақ шкала көбінесе жылдамдық шкаласымен градуировкаланады. Егер ауаның нақты тығыздығы калибрлеу мәнінен температура, биіктік немесе барометриялық қысымның өзгешелігіне байланысты айырылса, нақты жел жылдамдығын алу үшін түзету енгізу қажет. Теңіз деңгейінен әр 1000 футқа (әр километр үшін 5%) құбырлы анемометр көрсеткен жылдамдыққа шамамен 1,5% (6000 футтан жоғары 1,6%) қосылуы тиіс.

Сырлау әсері

Әуежайларда барлық жағдайларда, оның ішінде қатып су жауғанда да желдің дұрыс деректері болуы қажет. Анемометрия жел турбиналарының жұмысын бақылау және реттеу үшін де керек, олар суық аймақтарда бұлттарда мұз қатуға ұшырайды. Мұз қату анемометрдің аэродинамикалық қасиеттерін өзгертеді және оның жұмысын толығымен тоқтатуы мүмкін. Сондықтан, осы қолданыстарда қолданылатын анемометрлер іштен жылытылуы тиіс. Қазіргі уақытта шашақты және соник анемометрлердің жылытылатын нұсқалары бар.

Құралдың орналасуы

Жел жылдамдықтарын орналасқан жерлер бойынша салыстыру үшін, жер бедерінің әсерін, әсіресе биіктікке қатысты ескеру қажет. Сонымен қатар, ағаштардың болуы, сондай-ақ табиғи және жасанды шатқалдар (қалалық құрылыстар) да ескерілуі тиіс. Ашық егістік жерлердегі стандартты анемометр биіктігі 10 метрді құрайды.