سنسور سرعت باد | سنسور جهت باد

سنسور سرعت باد و سنسور جهت باد یکی از تجهیزات در زمینه هواشناسی است. اما جالب است بدانید این سنسورها نه تنها در صنعت هواشناسی کابرد بسیاری دارد بلکه عضوی جدایی ناپذیر در بسیاری از صنایع می باشد.

در این مقاله سعی داریم به بررسی بادسنج بپردازیم که در صنایع بسیار پر کاربرد می‌باشد.

اولین بادسنج چگونه بود

از ابتدایی ترین بادسنج می توان به فرفره ها اشاره نمود که به راحتی ساخته می شدند اما در نهایت سادگی به راحتی می توان میزان شدت سرعت باد را با آن ها تشخیص داد.

اما زمانی که بحث اندازه گیری مطرح می گردد پیچیدگی در طراحی و دقت بسیار اهمیت می یابد.

از این رو می توان گفت اولین anemometer که عمل اندازه گیری شدت وزش باد را با عددی در خروجی نمایش می داد شبیه به شکل زیر بوده است.

سنسور سرعت باد چگونه کار می کند

بادسنج یا Anemometer به عنوان یکی از تجهیزات هواشناسی در واقع جریان باد اطرافش را تبدیل به یک سیگنال استاندارد الکتریکی کرده و آن را به دیتالاگر هواشناسی یا یک نمایشگر انتقال می دهد.

در واقع عمل اصلی انجام شده در این سنسور ها تبدیل سیگنال مکانیکی به سیگنال الکتریکی است کاری که ژنراتور ها و دینام های الکتریکی نیز انجام میدهند.

البته موضوع به این سادگی نیست و اساس کار سرعت سنج باد با دینام های الکتریکی بسیار متفاوت است.

دلیل اصلی این تفاوت در این است که در دینام های الکتریکی میزان جریان ایجاد شده اهمیت دارد اما در یک سرعت سنج  دقت اندازه گیری حائز اهمیت می باشد.

از این رو یک سنسور سرعت باد باید کمترین میزان اصطکاک را ایجاد نماید تا بتواند دقیق تر عمل کند.

امروزه برای عملکرد هرچه بهتر سرعت سنج باد به عنوان یک دستگاه هواشناسی از روش های مختلفی جهت تبدیل انرژی مکانیکی باد به سیگنال الکتریکی استفاده می کنند.

از جمله این روش ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• روش سیم پیچ ( روش ایجاد جریان در دینام ها)
• روش نوری
• روش سنسور تحریک مغناطیسی

روش سیم پیچ

روش اندازه گیری سیم پیچ همانند یک ژنراتور الکتریکی عمل می کند به طوری که سرعت گردش سیم پیچ متحرک در شدت جریان خروجی تاثیر دارد و می توان به سادگی سرعت باد را اندازه گیری نمود.

روش نوری

در این روش از یک دیود نورانی مادون قرمز و یک حسگر نوری که در مقابل آن قرار داده شده استفاده می شود.

با گردش سنسور یک بازوی متجرک بین دیود و حسگر قرار می گیرد و حسگر را تحریک می نماید. با تحریک حسگر نوری در مدارات متصل به حسگر یک پالس ایجاد می گردد.

میزان سرعت باد با تعداد پالس های ایجاد شده در زمانی معین رابطه مستقیم دارد و از این رو می توان میزان سرعت باد را اندازه گیری نمود.

روش سنسور تحریک مغناطیسی

در این روش یک قطعه آهن ربایی در قسمت محرک سنسور قرار داده می شود و یک سنسور تحریک در قسمت ثابت سنسور قرار داده می شود.

با عبور قطعه آهن ربایی از جلوی سنسور تحریک یک پالس در مدارات سنسور ایجاد می شود و با افزایش سرعت باد این پالس ها در زمان معین افزایش می یابند.

از نظر شکل ظاهری سنسور سرعت وزش باد به صورت فنجانی یا کاپ مانند (بشقابی نیز گفته می شود) است. جریان هوا یا باد در حال وزش به فنجانی سنسور سرعت باد برخورد کرده و باعث چرخش پره ها شده که سرعت چرخش با سرعت حرکت هوا متناسب می باشد.در زیر سه تصویر از سرعت سنج باد قرار دارد که از طریق پنل اسمارت بین که شامل نمایشگر و کارت حافظه برای ذخیره و لاگ داده ها (دیتالاگر سرعت باد ) نمایش داده شده است.

نکته :

به تازگی روش اندازه گیری جدیدی ابداع شده است که در آن می توان بدون استفاده از قطعه متحرک شدت وزش باد را اندازه گیری نمود.

این سرعت سنج باد ، بادسنج التراسونیک نام دارد.

سنسور سرعت باد التراسونیک چگونه عمل می کند

اساس کار این سنسور ها بر پایه امواج فراصوتی یا التراسونیک می باشد.

روش اندازه گیری در این سنسور ها دقیقا همان روشی است که در فلومتر های التراسونیک Transit time استفاده می گردد.

به این صورت که دو سنسور فراصوتی رو به روی یک دیگر قرار می گیرند و برای یکدیگر امواج فراصوتی ارسال می کنند.

جریان باد عبوری از جلوی سنسور ها در زمان دریافت امواج به سنسور ها اختلال ایجاد کرده. این اختلال در دریافت امواج با میزان شدت باد رابطه ای دارد که توسط مدارات داخلی سنسور محاسبه می گردد.

در شکل زیر نحوه اندازه گیری شدت وزش باد در این سنسور ها را مشاهده می فرمایید.

کدام سنسور سرعت باد ، مکانیکی یا التراسونیک؟

اینکه استفاده از کدام سنسور بهتر است کاری بسیار دشوار می باشد و برای انتخاب درست و دقیق سنسور باید دارای دانش هواشناسی و اقلیم شناسی باشیم.

از طرفی باید شرایط محیطی را به طور کامل در نظر بگیریم.

اما به طور کلی چند مورد از مزایای این سنسور ها را مطرح خواهیم کرد.

بادسنج های التراسونیک دارای دقت نسبتا برابری با سنسور های مکانیکی می باشند اما با از آنجایی که قطعه متحرکی ندارند امکان آسیب دیدنشان بسیار کمتر می باشند.

از طرفی سرعت سنج باد مکانیکی به مراتب ارزان تر و به صرفه تر است و به سادگی ساخته می شود.

سنسور های بادسنج التراسونیک علاوه بر سنجش میزان قدرت وزش باد توانایی سنجش جهت باد مانند دستگاه سنسور جهت باد را نیز دارند که ارزش آن ها را دو چندان می نماید.

اندازه گیری سرعت هوا توسط دستگاه باد سنج هوا انجام می گیرد که توانایی ثبت سرعت هوای متحرک را دارا می باشد. با نصب سنسور دما در داخل دستگاه بادسنج یا سرعت سنج باد می توان دمای باد را نیز اندازه گیری کرد.

خروجی سنسور سرعت باد چیست

تا اینجا به بررسی چگونگی عملکرد سرعت سنج باد در اندازه گیری شدت وزش باد پرداختیم، حالا بد نیست به این بپردازیم که سیگنالی خروجی این سنسور ها چیست.

سنسور های سرعت باد معمولا با خروجی های زیر در بازار یافت می شوند

• RS485
• ۴ الی ۲۰ میلی آمپر
• ۰ الی ۵ ولت
• ۰ الی ۱۰ ولت

بازه اندازه گیری سنسور های بادسنج چه مقدار است

اینکه یک سنسور anemometer چه بازه ای از سرعت وزش باد را می تواند اندازه گیری کند به نوع ساخت آن و قابلیت های سنسور های داخلی آن دارد.

این سنسور ها معمولا در بازه های ۰ الی ۳۰ ، ۰ الی ۵۰ و ۰ الی ۷۰ متر بر ثانیه در بازار موجود می باشند.

جنس بدنه

بدنه این سنسور ها معمولا از جنس پلاستیک ABS و یا آلمینیوم می باشد. با توجه به اینکه این سنسور ها معمولا در فضای باز استفاده می شوند نوع آلمینیوم آن برای استفاده توصیه می گردد.

بهترین مکان برای نصب سنسور سرعت باد کجاست

در ایستگاه هواشناسی یا دکل های بازرسی برای مانیتورینگ دائمی سرعت باد از سنسور سرعت وزش باد استفاده می شود که معمولا باید ۱۰ متر بالاتر از سطح زمین قرار گیرد.

کدام سرعت سنج باد برای استفاده در ایران مناسب تر است

با توجه به شرایط اقلیمی ایران معمولا استفاده از سرعت سنج باد با بازه ۰ الی ۵۰ متر برثانیه ( ۰ الی ۱۸۰ کیلومتر بر ساعت ) بیشتر از بقیه گزینه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

شما می‌توانید برای خرید ایستگاه هواشناسی با کارشناسان ما مشورت نمایید تا شما را راهنمایی کنند.

سنسور جهت باد تجهیزی است که تقریبا همه ما با آن آشنا هستیم. شکل خروسی که در قدیم در پشت بام اکثر خانه های اروپایی یا مناطق باد خیز جهان قرار داشت.
در واقع این خروس به هر جهتی که می چرخید نمایانگر وزش باد به آن سمت بود .
این خود نشان می دهد که جهت وزش باد از زمان های قدیم برای مردم در تمام نقاط دنیا حائز اهمیت بوده است.

سنسور جهت باد ( باد سنج) گزینه ای مناسب برای سنجش جهت باد و پیش بینی مسیر طوفان در دستگاه های هواشناسی می باشد.

وظیفه جهت سنج باد تبدیل مسیر و جهت جغرافیایی باد بر اساس درجه به سیگنال الکتریکی استاندارد است.

این سیگنال استاندارد معمولا به صورت آنالوگ یا دیجیتال ( modbus) می باشد.

کارایی سنسور جهت باد

در واقع امروزه سنجش جهت باد کاربردهای بیشتری نسبت به قدیم پیدا کرده که نام بردن این کار برد ها امکان پذیر نیست.
اما به طور خلاصه می توان موارد زیر را نام برد :

• ایستگاه هواشناسی
• ایستگاه های آتش
• نشانی
• کشاورزی
• انواع صنایع
• کاربرد های نظامی

این که در هریک از موارد بالا چگونه و با چه منظوری از جهت سنج باد استفاده می شود امری تخصصیست اما در این مقاله سعی بر این داریم که نحوه کاکرد سنسور های جهت سنج باد را شرح دهیم تا با درک بهتر عماکرد این سنسور ها بتوان از آن در مشاغل مختلف بهره برد.

سنسور جهت باد از چه قسمت هایی تشکیل شده است؟

طراحی در سنسور های مختلف می تواند متفاوت باشند اما به طور کلی یک جهت سنج باد از قسمت های زیر تشکیل شده است:

• باله انتهایی
• نوک قابل تنظیم
• کانکتور سیگنال
• پایه اتصال

باله انتهایی

باله انتهایی در واقع نقش دم خروس در طراحی قدیمی را ایفا می کند .

این بخش با شکاف دادن باد و قرار دادن بخش متحرک در مسیر باد مهم ترین نقش را در سنجش جهت باد دارد.

نوک قابل تنظیم

برای اینکه هر جهت سنج باد بتواند به دقیق ترین شکل ممکن عمل کند باید در زمانی که وزش باد وجود ندارد به صورت سکن در یک نقطه بایستد.

این قسمت وظیفه کالیبره کردن سنسور را برعهده دارد و می توان آن را تنظیم نمود .

کانکتور سیگنال

سیگنال تولید شده توسط سنسور از طریق این کانکتور به دستگاه دیتالاگر ارسال خواهد گردید.

هرچه این کانکتور استاندارد تر و مقاوم تر در برابر شرایط آب و هوایی باشد سیگنال بهتری به دیتالاگر خواهد رسید و اطلاعات تولید شده توسط سنسور دقیق تر خواهند بود.

پایه اتصال

پایه اتصال نقطه اتصال سنسور به محل اندازه گیری می باشند.

بهتر است این قسمت به گونه ای طراحی شود تا بتوان سنسور را به راحتی در هر محلی نصب نمود.

سنسور جهت باد چگونه کار می کند؟

برای درک بهتر این مساله باید به این نکته بپردازیم که جهت سنج باد چکونه جهت باد را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید.

با یک نگاه کلی به جهت سنج های باد متوجه می شویم که طراحی نسبتا مشابهی به یک دیگر دارند.

درون اکثر جهت سنج های باد میله ای قرار دارد.

این میله از بالا به قیمت متحرک سنسور وصل است و از وسط یک بلبرینگ غبور می کند تا به راحتی بتواند درون بدنه سنسور بچرخد.

قسمت پایینی میله متحرک به یک آهنربا وصل است که در بالای سک آیسی روتاری قرار دارد.

طرز کار این آی سی به این صورت است که می تواند گردش آهنربا را تشخیص دهد و یک خروجی چند بیتی ( بنا بر دقت آی سی ) از وضعیت قرار گیری آهن ربا ایجاد نماید.

مدارات داخلی سنسور این سیگنال چند بیتی را به خروجی استاندارد تبدیل می نمایند و به دیتالاگر انتقال می دهند.

انواع خروجی در سنسور جهت باد

سنسور های جهت سنج باد دارای خروجی های مختلفی می باشند اما خروجی های زیر بیشترین کاربرد را در این سنسور ها دارند.

• RS485
• ۴ الی ۲۰ میلی آمپر
• ۰ الی ۵ ولت
• ۰ الی ۱۰ ولت

این سنسور ها در استاندارد های IP55 ، IP65 و IP66 موجود میباشند که در هر سه استاندارد می توان از آن ها در محیط های باز استفاده نمود.همچنین با توجه با داشتن چهار استاندارد پالس ، Rs485 و ۴ الی ۲۰ میلی آمپر و ۰ الی ۵ ولت می توان از آن ها در انواع دیتا لاگر ها و ست های هواشناسی استفاده نمود.جنس بدنه این سنسور ها بنا به در خواست مشتری می تواند از فیبر کربن، پلاستیک ABS و تمام فلز باشد.سنسور های جهت باد معمولا قابلیت اندازه گیری ۰ الی ۳۶۵ درجه را دارد.

کاربردهای جهت سنج باد

• مطالعات هواشناسی و پیش بینی وضعیت هوا

• مطالعات تبخیر سنجی

• دکل ها و جرثقیل های برجی جهت اطمینان خاطر از امنیت دستگاه

• مانیتورینگ باد

• تحقیقات کشاورزی

• کنترل آلودگی

• تست بازرسی کولرها و فن های صنعتی

• اندازه گیری هوای کانالها و مجاری

• در مراکز حساس مثل آزمایشگاهای کالیبراسیون برای تست فشار هوا به کار میروند.

• درموتور های خودرو برای تجزیه و تحلیل عملکرد آنها به کار میروند.

• در بررسی سیستم تهویه نیز انمومترها کاربرد دارند.

طراحی مناسب جهت سنج باد

طراحی مناسب بدنه این سنسور ها به صورتی است که از آن می توان در تمامی نقاط استفاده نمود و به راحتی در هر سطوحی آن را نصب نمود.

بدنه این سنسور ها به گونه ای طراحی شده که در شرایط بارانی ، رطوبت و یخ زدگی عملکردشان مختل نمی شود.

خرید سنسور جهت باد همراه با گارانتی

ضمن تشکر از همراهی شما، ما مفتخریم که سنسور جهت باد و سنسور سرعت باد در انواع مختلف را با کیفیت و قیمت مناسبی به شما ارائه خواهیم کرد. علاوه بر این، گارانتی و خدمات پس از فروش برای تصمین این کیفیت ارائه خواهد شد.

تیم پیشرو سنجش با دقت بسیار به انتخاب محصولات پیشنهادی اهمیت می‌دهد و ضمانت می‌کند که سنسورهای جهت باد با استانداردهای بالا برای تعیین جهت باد تولید شده است. همه این محصولات دارای گارانتی و خدمات پس از فروش می‌باشند.

برای مشاهده و خرید ایستگاه هواشناسی ، می‌توانید به وبسایت ما مراجعه کنید. در صورتی که نیاز به راهنمایی بیشتر دارید، تیم پشتیبانی ما آماده است که به شما کمک کند.

ما امیدواریم که از تجربه خرید خود با ما راضی باشید و از سنسورهای با کیفیت و قابل اطمینان برخوردار شوید.