本文解释什么是风速计。因此,您将了解风速计的定义、不同类型的风速计以及如何使用此类实验室仪器。
什么是风速计?
风速计,也称为风速计,是一种测量风速的仪器。换句话说,风速计是用于确定风速或风强度的装置。
风速计主要用于气象和航空,但也有多种工业应用。下面我们就来看看风速计的用途都有哪些。
虽然不知道他是否是库存者,但风速计的第一个描述是由意大利人莱昂·巴蒂斯塔·阿尔贝蒂 (Leon Battista Alberti) 于 1450 年提出的。
应该注意的是,一些风速计测量气压而不是速度。同样,一些多功能风速计也能够提供空气温度和湿度。
风速计的类型
风速计有多种类型:
- 杯式风速计
- 风向标风速计
- 热线风速计
- 超声波风速计
- 激光多普勒风速计
下面详细解释每种类型的风速计。
杯式风速计
它由三个或四个半球形杯组成,通过臂连接到垂直轴。所以风吹到杯子上,使它们旋转,所以风越快,杯子旋转得越快。
这种类型的风速计也可以称为旋转风速计。
杯式风速计主要用于气象学,因为它们可以承受非常强的阵风。
风向标风速计
它由绕水平轴旋转的螺旋桨组成。然而,螺旋桨轴线必须与风向平行,因此轴线必须跟随风向的变化。为此,风向标通常集成到风速计的背面。
还有这种类型的便携式风速计,在这种情况下,手持风速计的人必须面向风向。
热线风速计
这种风速计有一根通常由钨制成的导线,通过电加热到高于室温的温度,这样当风通过风速计时,它就会冷却导线。
由于大多数金属的电阻取决于它们的温度,因此可以得到金属丝温度和空气速度之间的关系。
这些类型的风速计非常精密,但非常准确。例如,它们用于湍流的研究。
超声波风速计
超声波风速计使用超声波来测量空气方向和速度。
这些类型的风速计有很多应用,例如航海导航、气象站、航空等。
这种风速计的优点之一是它没有移动部件。因此,它不会受到含盐空气或灰尘的影响,因此可能会持续更长时间。
激光多普勒风速计
这些类型的风速计使用分成两束的激光束,其中一束从风速计传播出去,另一束用作参考。
当粒子移动时,它们会产生多普勒效应,与激光相结合,可以计算这些粒子的速度,从而计算出风速。
风速计如何工作?
风速计的性能取决于风速计的类型。因此,有些风速计通过施加在碗或螺旋桨等表面上的压力来测量风速,而其他风速计则通过超声波或电阻取决于其温度的电缆来工作。您已在上一节中解释了每种类型的风速计的工作原理。
然而,使用风速计时,重要的是在 10 分钟间隔内进行多次测量,并将所有记录值的平均值作为风速值。通过这种方式,可以最大限度地减少阵风对测量结果的影响。
但从逻辑上讲,如果我们想知道特定时刻的风速,我们只需要在该时刻进行测量即可。
一旦测量到风速,就可以根据获得的速度对风的类型进行分类:
风型 | 速度(米/秒) | 速度(节) |
---|---|---|
冷静的 | 0.0 – 0.4 | 0.0 – 0.9 |
光 | 0.4 – 5.8 | 0.9 – 11 |
缓和 | 5.8 – 8.5 | 11 – 17 |
凉爽的 | 8.5 – 11 | 17 – 22 |
强的 | 11 – 17 | 22 – 34 |
暂时的 | 17 – 25 | 34 – 48 |
强风暴 | 25 – 34 | 48 – 65 |
飓风 | >34 | >65 |
风速计的应用
风速计有很多应用,包括:
- 农业:风速计对于确定环境条件非常有用。
- 航空:风速计用于热气球、滑翔伞、降落伞等。
- 科学:风速计常用于许多科学领域,如气象学、空气动力学、环境科学等。
- 运动:风速计用于某些体育比赛,例如帆船、射箭或田径。
- 工程:风速计在工业中有很多用途,用于研究气流、保证建筑工地的安全、分析工作条件等。