Anemometrs

Anemometrs (grieķu: ἄνεμος (anemos) — 'vējš' + μετρέω (metrein) — 'mērīt') ir meteoroloģiskais mērinstruments, mēraparāts, ar kuru mēra vēja ātrumu. Par anemometriem dažreiz sauc arī citiem mērķiem paredzētas gāzu plūsmas ātruma mērierīces.

Rotācijas anemometrs

Rotācijas anemometrs sastāv no dažiem (parasti 3 vai 4) izdobtas puslodes veida šķīvjiem, kuri nostiprināti uz ass (šo konstrukciju dēvē par Robinsona krustu).^[1] Ass savukārt savienota ar mehānismu, kurš mēra vēja ātrumu. Tā kā vēja spiediens uz izliektu virsmu ir mazāks, nekā uz ieliektu, Robinsona krusts sāk griezties ap savu asi (puslodes riņķo izliektās puses virzienā). Ir arī propellera veida anemometri ar plakanām lāpstiņām — mērīšanas laikā propellera asi novieto tieši pret vēju, nevis vertikāli perpendikulāri vējam kā Robinsona krusta anemometriem.

V = kuģa ātrums, H = pretvējš, W = īstais vējš, A = šķietamais vējš, α = īstā vēja kursa leņķis, β = šķietamā vēja kursa leņķis

Ir divu veidu rotācijas anemometri: parastais mehāniskais jeb rokas anemometrs un indukcijas anemometrs. Parastais anemometrs mēra šķīvīšu vai propellera apgriezienu skaitu ap savu asi kādā laika vienībā. Pēc tam tiek aprēķināts vēja ātrums — kopējais attālums, ko veica šķīvīši griežoties (tas proporcionāls apgriezienu skaitam), tiek dalīts ar kopējo laiku, cik ilgi tie griezās.

Indukcijas anemometra šķīvīši ir savienoti ar elektriskās indukcijas tahometru, kas dod iespēju anemometram uzreiz, bez jebkādiem aprēķiniem, rādīt vēja ātrumu tieši šajā brīdī.

Vilda vēja rādītājs

Agrāk tika izmantota arī pavisam vienkārša ierīce vēja stipruma un virziena mērīšanai — Vilda vēja rādītājs. Tā galvenā sastāvdaļa ir taisnstūrveida metāla plāksnīte, kas augšpusē nostiprināta uz ass, un vēja iedarbībā noliecas noteiktā leņķī, kas ir jo lielāks, jo stiprāk pūš vējš. Vēja ātrumu nosaka pēc speciālas formulas, kurā ietilpst plāksnītes laukums, masa un nolieces leņķis. Mērot ļoti stipru vēju, lietoja smagākas plāksnītes.

Elektroniskie anemometri

Mūsdienās gāzu plūsmas ātruma mērīšanai lieto ierīces, kas nesatur mehāniskas daļas. Piemēram, bolometriskais sensors ir sīkas lodītes veida termorezistors vai cita veida termosensors, kuram laiž cauri strāvu, lai tas sasiltu. Ja uz lodīti pūš vējš, tas atdzesē to, pie kam temperatūras kritums proporcionāls vēja ātrumam. Tāds pats princips ir uzkarsētās stieplītes anemometram. Šāda veida anemometriem paralēli jāmēra arī gaisa temperatūra ar atsevišķu sensoru. Sevišķi lielu gaisa plūsmas ātrumu mērīšanai lieto tā saucamās Pito caurulītes, ar kurām vienlaicīgi nosaka statisko spiedienu gāzes plūsmā un dinamisko spiedienu tajā. Ar diferenciālo manometru nosakot šo spiedienu starpību, var izrēķināt vai elektroniski indicēt vēja ātrumu.^[2] Pito caurulītes lieto lidmašīnu ātruma mērīšanai pēc pretvēja stipruma.

Šķietamais un īstais vējš

Ja anemometrs atrodas uz kustībā esoša transportlīdzekļa, tad tas uzrādīs nevis īsto vēja ātrumu, bet šķietamo. Bezvējā, uz gaitā esoša kuģa, anemometrs uzrāda vēja ātrumu, kurš sakrīt ar kuģa ātrumu. Pie tam šādos apstākļos vējš pūš no kuģa priekšgala puses. Šķietamā vēja komponenti, kura pūš no kuģa priekšgala puses un kuras ātrums sakrīt ar kuģa ātrumu, sauc par pretvēju.

Šķietamais vēja virziens un ātrums ir vektors, kuru iegūst, īstā vēja vektoram pieskaitot pretvēja vektoru. Tātad īstā vēja komponentes iegūst, no izmērītā šķietamā vēja vektora atņemot pretvēja vektoru. Šķietamo vēju izmēra uz kuģa, bet pretvēju iegūst, zinot kuģa kustības ātrumu un virzienu. Īstā vēja komponentes aprēķina, uz planšetes atņemot no viena vektora otru. Mūsdienās īsto vēju aprēķina ar datoru, vai arī pats anemometrs saņem datus par kuģa ātrumu un virzienu, kā arī šķietamā vēja virzienu, lai aprēķinātu un uzrādītu īsto vēja ātrumu. Šķietamā vēja kursa leņķis^[3] vienmēr ir mazāks par īstā vēja kursa leņķi.

Atsauces un piezīmes

↑ K. Ozola, A. Zirnītis. Meteoroloģija. R:, LVI, 1958, 269.-278. lpp.
↑ У. Болтон. Карманный справочник инженера-метролога. Москва. Додэка-XXI, 2002, 269. lpp. (krieviski)
↑ Kursa leņķis ir leņķis starp kuģa diametrālo plakni un virzienu uz doto priekšmetu.

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Anemometrs.

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (2004-2017) (krieviski)

[1] K. Ozola, A. Zirnītis. Meteoroloģija. R:, LVI, 1958, 269.-278. lpp.

[2] У. Болтон. Карманный справочник инженера-метролога. Москва. Додэка-XXI, 2002, 269. lpp. (krieviski)

[3] Kursa leņķis ir leņķis starp kuģa diametrālo plakni un virzienu uz doto priekšmetu.

[1]

[2]

[3]