Co to jest anemometr i do czego służy?

Każdy, kto interesuje się meteorologią, nawigacją lub energetyką wiatrową, na pewno spotkał się z urządzeniem o nazwie anemometr. Jest to narzędzie pomiarowe, które spełnia istotną rolę w wielu dziedzinach nauki i technologii. Ale czym dokładnie jest anemometr? Jakie są jego rodzaje i jakie ma zastosowania? W niniejszym artykule postaramy się odpowiedzieć na te pytania.

Definicja anemometru

Anemometr to urządzenie służące do pomiaru prędkości przepływu i kierunku wiatru, gazów oraz powietrza. Zależnie od modelu umożliwia również mierzenie innych parametrów np. temperatury czy ciśnienia. Choć może się wydawać, że jest to narzędzie wykorzystywane jedynie przez specjalistów, anemometry przydają się także w życiu codziennym. Pomiary takim miernikiem można prowadzić zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz pomieszczeń, w systemach klimatyzacji, wentylacji itp.

Anemometry wyposażone są w różne technologie takie jak czytelne wyświetlacze LCD, porty USB w celu łatwego podłączenia do komputera czy sondy teleskopowe umożliwiające pomiary w trudno dostępnych miejscach. Dzięki intuicyjnym funkcjom i zaawansowanemu oprogramowaniu urządzenia te gwarantują precyzyjność pomiarów oraz komfort użytkowania.

Rodzaje anemometrów

Istnieje kilka różnych typów anemometrów, a każdy z nich działa na innej zasadzie, ma swoje specyficzne zastosowania, zalety i wady. Wybór odpowiedniego anemometru zależy od wymagań konkretnego zastosowania oraz od dostępności i budżetu.

1. Anemometry łopatkowe/wiatraczkowe: Są to najbardziej klasyczne i powszechnie znane anemometry. Składają się z kilku łopatek zamocowanych w pionowej osi. Obroty wirnika są rejestrowane przez licznik, który następnie określa prędkość powietrza. Tak zebrane dane przez urządzenie prezentowane są na wyświetlaczu w przystępnej dla użytkownika formie. Czujniki wiatraczkowe mogą posiadać różną średnice, być wbudowane w urządzenie lub podpinane do niego przewodem (sondy).
2. Anemometry cieplno-oporowe: Bazują na zjawisku chłodzenia przewodnika grzanego elektrycznie przez przepływające powietrze. Prędkość wiatru wpływa na szybkość chłodzenia czujnika, co służy do określenia jego prędkości. Przy pomiarach niskich prędkości są bardzo szczegółowe, mogą mierzyć niskie prędkości powietrza, zaczynające się od 0,15 m/s. Ten rodzaj anemometrów nie ma również możliwości mierzenia kierunku przepływu powietrza.
3. Anemometry ultradźwiękowe: Używają fali ultradźwiękowej do mierzenia prędkości wiatru. Składają się z co najmniej dwóch nadajników ultradźwiękowych, które wysyłają i odbierają fale. Prędkość wiatru wpływa na czas przejścia fali ultradźwiękowej między nadajnikami.
4. Anemometry laserowe: Wykorzystują rozpraszanie światła laserowego przez cząsteczki w powietrzu. Analizując rozpraszane światło, można określić prędkość i kierunek wiatru.
5. Anemometry z rurką Pitota: Wykorzystują ciśnienie powietrza do pomiaru prędkości wiatru. Dokonują pomiaru prędkości przepływu powietrza w oparciu o pomiar różnicy ciśnień wewnątrz kanału. Składają się z rurki wygiętej pod kątem 90°, której jeden koniec jest skierowany wprost na napotykający wiatr, podczas gdy drugi koniec jest zamknięty. Różnica ciśnień między dwoma końcami rurki jest używana do określenia prędkości wiatru.

Funkcje anemometrów

Anemometry mogą posiadać różnorodne funkcje, przechowywanie, udostępnianie oraz jednostki pomiarów. Najczęściej występującymi są:

• pomiar prędkości powietrza oraz wybór jednostki prędkości (metry/sekundę, kilometry/godzinę, stopy/minutę, węzły oraz mile/godzinę),
• pomiar temperatury powietrza oraz wybór jednostki temperatury (stopnie Celsjusza, Fahrenhaita),
• pomiar objętości przepływu powietrza oraz wybór jednostki przepływu (metry sześcienne/minutę, stopy sześcienne/minutę),
• skala Beauforta - pomiar prędkości wiatru w Skali Beauforta ,
• funkcja Windchill - tzw. odczucie temperatury, informuje o czynniku chłodzącym wiatru, który obniża subiektywne odczucie temperatury,
• minimalna i maksymalna prędkość powietrza - umożliwia odczyt minimalnej i maksymalnej prędkości powietrza w ciągu całego pomiaru,
• średnia prędkość powietrza - umożliwia odczyt średniej prędkości powietrza z całego pomiaru,
• funkcja HOLD - wstrzymywanie wyniku pomiaru,
• wskaźnik stanu baterii,
• przechowywania i usuwania danych,
• port USB,
• współpraca ze smartfonami, aplikacjami.

Zastosowanie anemometrów

Choć często myślimy o anemometrach głównie w kontekście meteorologii, ich zastosowanie jest znacznie szersze:

1. Meteorologia: Anemometry są kluczowym elementem każdej stacji meteorologicznej. Pozwalają prognozować i monitorować warunki pogodowe, a także analizować lokalne zjawiska atmosferyczne.
2. Energetyka wiatrowa: W branży energetyki wiatrowej anemometry służą do oceny lokalizacji pod względem jej przydatności dla farm wiatrowych oraz do optymalizacji pracy turbin wiatrowych.
3. Nawigacja i lotnictwo: W tych dziedzinach mierzenie prędkości i kierunku wiatru jest kluczowe dla bezpieczeństwa.
4. Budownictwo i inżynieria: Podczas projektowania budynków wysokich i mostów ważne jest uwzględnienie wpływu wiatru, zwłaszcza w miejscach narażonych na silne wiatry.
5. Badania środowiskowe: Pomiar prędkości wiatru jest ważny dla analizy rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu czy rozprzestrzeniania się pożarów.
6. Sporty wodne i lotne: Windsurfing, paralotniarstwo czy skoki spadochronowe wymagają dokładnej wiedzy o warunkach wiatrowych.
7. Rolnictwo: Dla farmerów wiatr może wpływać na procesy irygacji, rozpylania pestycydów czy nasadzenia.
8. Klimatyzacja i wentylacja: Anemometry są używane do mierzenia prędkości przepływu powietrza w systemach HVAC, co pomaga w optymalizacji wydajności i oszczędzaniu energii.

Podsumowanie

Anemometry są niezwykle ważnym narzędziem w wielu dziedzinach życia i nauki. Pozwalają nam zrozumieć, przewidzieć i dostosować się do sił natury. Dzięki technologicznemu postępowi mamy obecnie dostęp do coraz bardziej precyzyjnych i zaawansowanych anemometrów, które służą różnym celom i potrzebom. Wybierając anemometr, warto dokładnie określić nasze wymagania i oczekiwania wobec urządzenia, aby wybrać model najbardziej odpowiedni dla naszych potrzeb.

Pytania i odpowiedzi