Windmesser: Was ist das und wie funktioniert es?
Das Anemometer ist ein Instrument, das den Wind (Geschwindigkeit, Richtung und Druck) misst. Genauer gesagt, ein Anemometer ist in der Lage, die Geschwindigkeit von Gasen in einer kontrollierten Strömung (z. B. der Luftströmung in einem Kanal) oder unkontrolliert (z. B. dem atmosphärischen Wind) zu berechnen.
Der
Begriff Anemometer ist griechisch, von
anemos (Wind) und
metron (Maß). Die Urheberschaft wird dem italienischen Architekten Leon Battista Alberti (um 1450) zugeschrieben.
Was ist ein Anemometer?
Ein Anemometer ist ein
Windmesser , der Geschwindigkeit, Richtung und Druck erkennt. Tatsächlich sind sie wichtige Werkzeuge für
Meteorologen an ihren Stationen.
Zur Beurteilung der Geschwindigkeit analysiert der Anemometer die
Änderungen der Eigenschaften des Fluids oder die Wirkung desselben auf eine in Kontakt gebrachte mechanische Vorrichtung.
Wie funktioniert ein Windmesser?
Das gebräuchlichste Anemometer hat mehrere Tassen (drei oder vier), die an horizontalen Armen befestigt sind. Wenn der Wind weht, drehen sich die Becher und drehen eine Stange, mit der sie verbunden sind. Je stärker der Wind weht, desto mehr dreht sich das Fass. Auf diese Weise zählt der Anemometer die Anzahl der Umdrehungen und berechnet daraus die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in einem bestimmten Zeitraum.
Andere Arten von Anemometern berechnen die Windgeschwindigkeit auf sehr unterschiedliche Weise (lesen Sie später).
Sie haben vielleicht schon einmal den Begriff Anemometer gehört, wenn es um ein besonders widriges Wetterereignis ging.
Haben Sie sich gefragt,
was ein Anemometer ist und wie es funktioniert? Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Wofür wird ein Anemometer verwendet?
Ein Windmesser ist ein
Sensor zur Messung der Geschwindigkeit in einer bestimmten Richtung auf einer bestimmten Ebene.
Sie sind auch wichtig für die
Arbeit von Physikern , die neben ihren Fähigkeiten auch die Art und Weise studieren, wie sich Luft bewegt.
Wer verwendet Anemometer? Piloten, Ingenieure und Klimatologen
Mit der Windgeschwindigkeit können Sie Änderungen in Wettermustern vorhersagen, z. B. einen herannahenden Sturm.
Ein Windmesser ist ein grundlegendes Werkzeug für jeden Job
wird
vom Wetter beeinflusst .
Wer Drohnen, Flugzeuge oder Helikopter fliegt, muss ständig die Windgeschwindigkeit messen, um Unfälle zu vermeiden. Anemometer sind auch auf Schiffen wichtig (die Windgeschwindigkeit bestimmt die Größe der Wellen).
Schließlich werden Anemometer in jeder
meteorologischen Station verwendet, egal auf welchem Breitengrad.
Anemometer im Weltraum
Luft- und Raumfahrtingenieure und Physiker nutzen spezielle
Laser-Anemometer zum Beispiel bei Geschwindigkeitsexperimenten. Tatsächlich sind Laser-Anemometer in der Lage, die Windgeschwindigkeit um Raumfahrzeuge herum zu messen. Ziel ist es, diese Fahrzeuge bei der Erfüllung ihrer Missionen aerodynamischer zu machen.
Die
NASA plant eine Mission zum Planeten Venus mit einem Anemometer, um die Windgeschwindigkeit und die Eigenschaften der Atmosphäre dieses Gebiets zu bewerten.
Unterschied zwischen Anemometer und Windfahne
Wetterfahnen zeigen auch die Windrichtung an, sind aber meist dekorative Werkzeuge. Der Unterschied besteht darin, dass eine Windfahne im Gegensatz zu einem Anemometer nicht in der Lage ist, so genaue Informationen über die Windgeschwindigkeit zu liefern.
Kurze Geschichte des Anemometers
Das Anemometer-Instrument
hat sich seit seiner ersten Entwicklung im 15. Jahrhundert kaum verändert :
- 1450 entwarf es der italienische Erfinder Leon Battista Alberti;
- 1846 verbesserte John Thomas Romney Robinson das Design;
- 1926 entwarf der kanadische Meteorologe John Patterson ein Anemometer mit drei Schalen;
- 1991 führt Derek Weston die Möglichkeit ein, die Windrichtung zu messen;
- 1994 erfand Andreas Pflitsch das Schallanemometer.
Arten von Windmessern
Auf dem Markt gibt es eine
große Auswahl an Anemometertypen zur direkten Messung von Wind und Luftgeschwindigkeit.
Wir können sofort beginnen, indem wir eine Makro-Unterscheidung zwischen zwei Gruppen treffen:
- Flügelrad-, Thermo- und Schalenanemometer berechnen die Durchschnittsgeschwindigkeit;
- Hitzdrahtanemometer werten Turbulenzeigenschaften als Quermessungen aus.
Schalenwindmesser für meteorologische Stationen
Der einfachste Anemometertyp ist der Schalenanemometer.
Es besteht aus drei oder vier halbkugelförmigen Schalen, die jeweils am Ende horizontaler Arme angebracht sind, die wiederum in regelmäßigen Abständen auf einer vertikalen Welle montiert sind. Der Luftstrom, der in horizontaler Richtung über die Tassen strömt, bewirkt, dass sich die Tassen entsprechend der Windgeschwindigkeit drehen.
Durch Zählen der Umdrehungen der Becher in einer vorbestimmten Zeit kann die durchschnittliche Windgeschwindigkeit geschätzt werden.
Anemometer mit drei Schalen werden derzeit als Industriestandard für Studien zur Bewertung von Windressourcen verwendet, z. B. in Sensoren, die an
Fenstersteuereinheiten angebracht sind.
Der Schalenwindmesser wird in meteorologischen Stationen eingesetzt und misst die Geschwindigkeit auf einer Ebene senkrecht zur Achse der Rotationsbecher.
Hitzdraht- oder Flügelradanemometer?
Anemometer werden manchmal als Wind- oder Luftgeschwindigkeitsmesser bezeichnet und normalerweise als Hitzdraht oder Flügelrad klassifiziert.
- Das Hitzdrahtanemometer ist die beste Wahl für die genaue Messung von Luftströmungen bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten (z. B. unter 2000 ft / min). Einige Modelle sind darauf ausgelegt, Geschwindigkeiten von 15.000 ft/min zu messen, während sie bei deutlich niedrigeren Geschwindigkeiten immer noch eine sehr genaue Messfähigkeit beibehalten. Um die Luftgeschwindigkeit zu messen, stützt sich das Flügelrad-Anemometer auf ein Flügelrad;
- Flügelrad-Anemometer sind nur die beste Wahl für die Messung der Windgeschwindigkeit. Viele haben vom Benutzer wählbare Maßeinheiten: Fuß / min, m / s, MPH, km / h und Knoten, um eine Vielzahl von Anwendungen zu ermöglichen. Ein Thermoanemometer ist ein Hitzdraht- oder Flügelwindsensor, der auch die Lufttemperatur messen kann;
- Die Hygrothermometer-Anemometer haben die Eigenschaften eines Thermo-Anemometers und eines Feuchtigkeitssensors, der dem Kunden vollständige Umweltinformationen liefert.
Tragbares Flügelrad-Anemometer
Das
rotierende mechanische Anemometer kann als Flügelrad oder Propeller klassifiziert werden. Bei diesem Sensortyp muss die Rotationsachse wie die Windströmung horizontal sein. In offenen Räumen ändert der Wind die Richtung und die Achse muss dies berücksichtigen.
Das Flügelrad-Anemometer ist auch mit diversen Zusatzfunktionen erhältlich.
Tragbare thermische Anemometer
Thermische Anemometer verwenden einen sehr dünnen Draht oder ein Heizelement. Der Luftstrom hat eine kühlende Wirkung. Da der elektrische Widerstand der meisten Metalle von der Temperatur des Metalls abhängt, kann eine Beziehung zwischen dem Widerstand des Drahtes und der Fließgeschwindigkeit hergestellt werden.
Das Hitzdrahtanemometer ist empfindlich und hat im Vergleich zu anderen Messverfahren einen hohen Frequenzgang und eine gute räumliche Auflösung.
Thermische Anemometer mit Geschwindigkeits- und Temperaturanalyse
Thermische Anemometer haben den kleinsten Sensor. Thermische Sensoren können sowohl Geschwindigkeit als auch Temperatur messen. Die Datenaufzeichnungssysteme ermöglichen dem Benutzer, die Eigenschaften des Flusses und der Daten (auch grafisch) zu analysieren.
Sie werden häufig in Windkanälen zur Bewertung von Leiterplatten und Kühlkörpern eingesetzt.
