مقياس شدة الريح

تشرح هذه المقالة ما هي أجهزة قياس شدة الريح. لذلك ستجد تعريف مقياس شدة الريح والأنواع المختلفة لمقاييس شدة الريح وكيفية استخدام هذا النوع من الأدوات المخبرية.

ما هو مقياس شدة الريح؟

مقياس شدة الريح ، ويسمى أيضًا مقياس شدة الريح ، هو أداة تقيس سرعة الهواء. وبعبارة أخرى، مقياس شدة الريح هو جهاز يستخدم لتحديد سرعة أو قوة الرياح.

تُستخدم مقاييس شدة الريح في المقام الأول في الأرصاد الجوية والطيران، على الرغم من أن لها أيضًا العديد من التطبيقات الصناعية. أدناه سنرى ما هي جميع استخدامات مقياس شدة الريح.

على الرغم من أنه من غير المعروف ما إذا كان هو المخزون، فإن أول وصف لمقياس شدة الريح قدمه الإيطالي ليون باتيستا ألبيرتي في عام 1450.

وتجدر الإشارة إلى أن بعض أجهزة قياس شدة الريح تقيس ضغط الهواء بدلاً من السرعة. وبالمثل، فإن بعض أجهزة قياس شدة الريح متعددة الوظائف قادرة أيضًا على توفير درجة حرارة الهواء والرطوبة.

أنواع أجهزة قياس شدة الريح

هناك عدة أنواع من أجهزة قياس شدة الريح :

• كوب مقياس شدة الريح
• مقياس شدة الريح ريشة الرياح
• مقياس شدة الريح بالسلك الساخن
• مقياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية
• مقياس شدة الريح بالليزر دوبلر

يتم شرح كل نوع من أجهزة قياس شدة الريح بالتفصيل أدناه.

كوب مقياس شدة الريح

وتتكون من ثلاثة أو أربعة أكواب نصف كروية متصلة بواسطة أذرع بمحور رأسي. لذا تضرب الريح الأكواب وتجعلها تدور، فكلما زادت سرعة الرياح، زادت سرعة دوران الأكواب.

يمكن أيضًا تسمية هذا النوع من مقياس شدة الريح بمقياس شدة الريح الدوراني.

تُستخدم مقاييس شدة الريح الكأسية بشكل أساسي في الأرصاد الجوية، لأنها قادرة على تحمل هبوب الرياح القوية جدًا.

مقياس شدة الريح ريشة الرياح

وهي مكونة من مروحة تدور حول محور أفقي. ومع ذلك، يجب أن يكون محور المروحة موازيًا لاتجاه الريح، لذلك يجب أن يتبع المحور التغيرات في اتجاه الريح. وللقيام بذلك، يتم بشكل عام دمج ريشة الطقس في الجزء الخلفي من مقياس شدة الريح.

وهناك أيضًا أجهزة قياس شدة الريح المحمولة من هذا النوع، وفي هذه الحالة يجب على الشخص الذي يحملها أن يواجه جهاز قياس شدة الريح في اتجاه الريح.

مقياس شدة الريح بالسلك الساخن

يحتوي مقياس شدة الريح هذا على سلك، عادة ما يكون مصنوعًا من التنغستن، ويتم تسخينه كهربائيًا إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة، بحيث عندما تمر الرياح عبر مقياس شدة الريح، فإنه يبرد السلك.

وبما أن المقاومة الكهربائية لمعظم المعادن تعتمد على درجة حرارتها، فيمكن الحصول على علاقة بين درجة حرارة السلك وسرعة الهواء.

هذه الأنواع من أجهزة قياس شدة الريح حساسة للغاية، لكنها دقيقة للغاية. يتم استخدامها، على سبيل المثال، في دراسة التدفقات المضطربة.

مقياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية

تستخدم أجهزة قياس شدة الريح بالموجات فوق الصوتية الموجات الصوتية لقياس اتجاه الهواء وسرعته.

هذه الأنواع من أجهزة قياس شدة الريح لها العديد من التطبيقات، مثل الملاحة البحرية ومحطات الأرصاد الجوية والطيران وما إلى ذلك.

ومن مميزات هذا النوع من أجهزة قياس شدة الريح أنه لا يحتوي على أجزاء متحركة. وبالتالي لن يتأثر بالهواء المالح أو الغبار، وبالتالي من المرجح أن يستمر لفترة أطول.

مقياس شدة الريح بالليزر دوبلر

تستخدم هذه الأنواع من أجهزة قياس شدة الريح شعاع ضوء ليزر مقسم إلى قسمين، ينتشر أحدهما خارج مقياس شدة الريح والآخر يعمل كمرجع.

عندما تتحرك الجسيمات، فإنها تنتج تأثير دوبلر الذي، بالاشتراك مع الليزر، يجعل من الممكن حساب سرعة هذه الجسيمات، وبالتالي سرعة الرياح.

كيف يعمل مقياس شدة الريح؟

يعتمد أداء مقياس شدة الريح على نوع مقياس شدة الريح. وبالتالي، هناك أجهزة قياس شدة الريح تقيس سرعة الرياح بالضغط الذي تمارسه على سطح ما، مثل الوعاء أو المروحة، بينما هناك أجهزة قياس شدة الريح الأخرى التي تعمل بالموجات فوق الصوتية أو بكابلات تعتمد مقاومتها على درجة حرارتها. لقد شرحت كيفية عمل كل نوع من أجهزة قياس شدة الريح في القسم أعلاه.

ومع ذلك، عند استخدام مقياس شدة الريح، من المهم إجراء عدة قياسات خلال فترة 10 دقائق وأخذ متوسط جميع القيم المسجلة كقيمة لسرعة الهواء. وبهذه الطريقة، يتم تقليل تأثير هبوب الرياح التي تشوه القياسات.

لكن منطقيًا، إذا أردنا معرفة سرعة الرياح في لحظة معينة، فكل ما نحتاجه هو إجراء قياس في تلك اللحظة.

بمجرد قياس سرعة الرياح يمكن تصنيف نوع الرياح حسب السرعة التي يتم الحصول عليها:

نوع الرياح	السرعة (م/ث)	السرعة (عقدة)
هادئ	0.0 – 0.4	0.0 – 0.9
ضوء	0.4 – 5.8	0.9 – 11
معتدل	5.8 – 8.5	11 – 17
رائع	8.5 – 11	17 – 22
قوي	11 – 17	22 – 34
مؤقت	17 – 25	34 – 48
عاصفة قوية	25 – 34	48 – 65
اعصار	>34	>65

تطبيقات أجهزة قياس شدة الريح

لمقاييس شدة الريح العديد من التطبيقات، بما في ذلك:

• الزراعة: مقياس شدة الريح مفيد جداً في تحديد الظروف البيئية.
• الطيران: تُستخدم أجهزة قياس شدة الريح في منطاد الهواء الساخن، والطيران المظلي، والمظلة، وما إلى ذلك.
• العلوم: يُستخدم مقياس شدة الريح غالبًا في العديد من المجالات العلمية، مثل الأرصاد الجوية والديناميكا الهوائية وعلوم البيئة وغيرها.
• الرياضة: يُستخدم مقياس شدة الريح في بعض المسابقات الرياضية، مثل الإبحار أو الرماية أو ألعاب القوى.
• الهندسة: مقياس شدة الريح له العديد من الاستخدامات في الصناعة، فهو يستخدم لدراسة تدفق الهواء، لضمان السلامة في موقع البناء، وتحليل ظروف العمل، وما إلى ذلك.