Tìm hiểu máy đo gió và các loại máy đo vận tốc gió - Phần 1

08:19 16/07/2020
Máy đo vận tốc gió hoặc phong kế là một thiết bị được sử dụng để đo tốc độ gió, và là một công cụ trạm thời tiết. Bài viết này sẽ cho các bạn biết được lịch sử phát minh ra máy đo gió và các loại máy đo tốc độ gió

Máy đo gió (anemometer) hay phong kế (windmeter) là thiết bị được sử dụng để đo tốc độ gió như một công cụ trạm thời tiết phổ biến. Thuật ngữ Anemometer bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp (anemos có nghĩa là gió) và được sử dụng để mô tả các dụng cụ đo tốc độ không khí sử dụng trong khí tượng học và khí động lực học. Mô tả đầu tiên của máy đo gió được biết đến vào khoảng năm 1450 bởi Leon Battista Alberti.

Các phong kế này có thể được chia thành hai nhóm: máy đo tốc độ của gió và máy đo áp suất của gió; tuy nhiên do có một liên hệ chặt chẽ giữa áp suất và tốc độ, nên một máy đo gió được thiết kế cung cấp thông tin về cả hai.

Máy đo tốc độ gió

Có thể bạn quan tâm:

Lịch sử ra đời máy đo gió

Máy đo gió đã có rất ít thay đổi kể từ khi nó được phát triển trong thế kỷ 15. Leon Battista Alberti được cho là người phát minh ra máy đo cơ đầu tiên vào khoảng năm 1450. Trong nhiều thế kỷ sau đó, rất nhiều người khác, trong đó có Robert Hooke và người Maya, đã phát triển các phiên bản riêng của họ, do nhầm lẫn nên một số người được ghi nhận là nhà phát minh. Năm 1846, John Thomas Romney Robinson cải tiến thiết kế bằng cách sử dụng bốn cốc hình bán cầu và bánh quay cơ khí.

Sau đó, vào năm 1926, John Patterson đã phát triển một máy đo gió ba cốc, và được cải tiến bởi  Brevoort và Joiner vào năm 1935. Năm 1991, Derek Weston phát triển thêm khả năng phát hiện hướng gió. Gần đây nhất, vào năm 1994, Tiến sĩ Andrews Pflitsch đã phát triển các máy đo gió siêu âm.

Các loại máy đo gió

Máy đo gió dạng cốc

Máy đo gió dạng cốc là loại đơn giản của máy đo gió được phát minh vào năm 1845 bởi Tiến sĩ John Thomas Romney Robinson, của Đài thiên văn Armagh. Nó bao gồm bốn cốc hình bán cầu, mỗi cái được gắn trên một đầu của bốn tay ngang, mà lần lượt được gắn ở các góc bằng nhau trên một trục dọc. Luồng không khí qua các cốc trong bất kỳ hướng nằm ngang nào đều quay trục theo một chiều và tỷ lệ thuận với tốc độ gió. Vì vậy, đếm các lượt quay của trục trong một khoảng thời gian thiết lập sẽ thu được tốc độ gió trung bình cho một dải rộng các tốc độ.

Trên một máy đo với bốn cốc hứng gió, rất dễ dàng để thấy rằng do các cốc được bố trí một cách đối xứng ở đầu của các tay ngang, gió luôn luôn hướng vào lòng chảo của một cốc và thổi trên mặt sau của cốc trên đầu đối diện của thanh chéo (chữ thập).

Máy đo gió dạng 4 cốc

Khi Robinson đầu tiên thiết kế máy đo gió của mình, ông khẳng định rằng các cốc di chuyển một phần ba tốc độ của gió, không bị ảnh hưởng bởi kích thước cốc hoặc chiều dài tay ngang. Điều này dường như đã được xác nhận bởi một số thí nghiệm riêng lẻ đầu tiên, nhưng đó là không chính xác. Thay vào đó, tỷ lệ tốc độ của gió và tốc độ của các cốc, hệ số máy đo gió, phụ thuộc vào kích thước của các cốc và tay ngang, và có thể có một giá trị giữa hai và trên ba một chút. Mỗi thí nghiệm trước đây liên quan đến một máy đo gió phải được lặp đi lặp lại.

Máy đo gió 3 cốc

Máy đo gió ba cốc được phát triển bởi John Patterson Canada vào năm 1926 và các cải tiến cốc tiếp sau đó, được thực hiện bởi Brevoort & Joiner của Hoa Kỳ vào năm 1935 đưa ra một thiết kế cốc dạng bánh lái (cupwheel) đó là tuyến tính và có một lỗi nhỏ hơn 3% trên tốc độ 60 mph (97 km/h).

Patterson phát hiện ra rằng mỗi cốc tạo ra mô-men xoắn cực đại khi nó đặt chếch 450 so với hướng gió. Máy đo gió ba cốc cũng có một mô-men xoắn ổn định hơn và phản ứng với gió mạnh nhanh hơn so với máy đo gió loại bốn cốc.

Nó đã được cải tiến thêm bởi Derek Weston người Úc vào năm 1991 để đo cả hướng gió và tốc độ gió. Weston đã thêm mỗi thẻ vào một cốc làm cho tốc độ cupwheel tăng và giảm khi thẻ di chuyển luân phiên hoặc ngược với hướng gió. Hướng gió được tính toán từ những chu kỳ thay đổi trong tốc độ của cupwheel, trong khi tốc độ gió được như bình thường được xác định từ tốc độ trung bình của cupwheel.

Các máy đo gió ba cốc hiện đang được sử dụng như là tiêu chuẩn công nghiệp cho các nghiên cứu đánh giá tài nguyên gió.

Máy đo chuyên dụng vừa gửi đến bạn về lịch sử ra đời của máy đo gió và máy đo gió dạng cốc. Vậy còn những loại máy đo gió nào? Hãy theo dõi phần tiếp theo để nắm được nhé!

Phần tiếp theo: Tìm hiểu máy đo gió và các loại máy đo vận tốc gió - Phần 2

Tags:
Tin liên quan
Top 3 máy đo tốc độ gió 5 chức năng được sử dụng nhiều hiện nayTop 3 máy đo tốc độ gió 5 chức năng được sử dụng nhiều hiện nay

Bạn có biết, máy đo gió cầm tay hiện nay đều được tích hợp các chức năng đo hỗ trợ người sử dụng thực hiện các phép đo liên quan một cách nhanh chóng, dễ dàng, chính xác. Bài viết này sẽ gửi đến bạn Top 3 máy đo tốc độ gió 5 chức năng được sử dụng nhiều giúp bạn có thêm lựa chọn phù hợp.

Máy đo gió Laser Doppler và Máy đo gió dạng Bóng Bàn - Phần 4Máy đo gió Laser Doppler và Máy đo gió dạng Bóng Bàn - Phần 4

Tiếp tục Series tìm hiểu máy đo gió và các loại máy đo gió, ở phần 4 này, chúng ta sẽ tìm hiểu máy đo gió Laser Doppler và máy đo gió dạng bóng bàn. Vậy nó có đặc điểm gì? Ứng dụng thực tế như thế nào?

Máy đo tốc độ gió dạng áp suất - Phần 7Máy đo tốc độ gió dạng áp suất - Phần 7

Cùng với Series tìm hiểu máy đo gió và các loại máy đo gió, ở phần này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu tiếp về các dòng Máy Đo Tốc Độ Gió hay Phong Kế Điện Tử sử dụng công nghệ đo áp suất. Với các thiết kế đầu tiên của máy đo gió áp suất được chia thành loại đĩa và ống

Tìm hiểu các loại máy đo tốc độ gió - máy đo tốc độ gió cộng hưởng âm thanh - Phần 6Tìm hiểu các loại máy đo tốc độ gió - máy đo tốc độ gió cộng hưởng âm thanh - Phần 6

Tiếp tục Series tìm hiểu máy đo gió và các loại máy đo gió, ở phần này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu tiếp về các dòng Máy Đo Tốc Độ Gió hay Phong Kế Điện Tử sử dụng công nghệ cộng hưởng âm thanh để tính ra tốc độ gió

Máy đo vận tốc gió dạng siêu âm - Phần 5Máy đo vận tốc gió dạng siêu âm - Phần 5

Phong kế điện tử siêu âm hay Máy đo vận tốc gió dạng siêu âm là một trong các loại máy đo gió cần được biết đến. Cùng tìm hiểu về máy đo vận tốc gió dạng siêu âm để có thêm tri thức về các loại máy đo gió nhé!

Tìm hiểu máy đo gió và máy đo gió dạng dây nóng - Phần 3Tìm hiểu máy đo gió và máy đo gió dạng dây nóng - Phần 3

Máy đo vận tốc gió hoặc phong kế là một thiết bị được sử dụng để đo tốc độ gió. Bài viết này sẽ cho các bạn biết được lịch sử phát minh ra máy đo gió và loại máy đo tốc độ gió dạng dây nóng

Sản phẩm liên quan
Zalo