بادسنج (Anemometer)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
بادسنج (Anemometer) :
بادسنج دستگاهی است که برای اندازه گیری سرعت باد و در برخی موارد جهت باد استفاده می شود. این وسیله یکی از ابزارهای اصلی در ایستگاه های هواشناسی، مطالعات باد برای نصب توربین های بادی، کنترل تهویه در ساختمان ها، و کاربردهای دریانوردی و هوانوردی است. انواع مختلفی از بادسنج ها بر اساس اصول فیزیکی متفاوت وجود دارد.
بادسنج کاسه ای (Cup Anemometer): رایج ترین نوع برای اندازه گیری سرعت باد در ایستگاه های هواشناسی. شامل سه یا چهار کاسه نیمکره ای است که روی بازوهای افقی و به صورت متقارن حول یک محور عمودی نصب شده اند. نیروی درگ (Drag force) ناشی از باد بر روی کاسه ها باعث چرخش مجموعه می شود. سرعت چرخش (تعداد دور در ثانیه) متناسب با سرعت باد است. این سرعت معمولا با یک سنسور مغناطیسی (کلید نی) یا یک انکودر نوری اندازه گیری می شود. بادسنج های کاسه ای ساده و قابل اعتماد هستند، اما به دلیل اینرسی مکانیکی، ممکن است در تشخیص تغییرات سریع سرعت باد (تندبادها) کمی کند عمل کنند.
بادسنج پره ای (Vane Anemometer / Windmill Anemometer): شبیه یک هواکش کوچک است و برای اندازه گیری سرعت باد در یک جهت خاص (معمولا جهت جریان هوا در کانال های تهویه) استفاده می شود. سرعت چرخش پروانه متناسب با سرعت باد است.
بادسنج سیم داغ (Hot-wire Anemometer): برای اندازه گیری سرعت بادهای بسیار کم و جریان های هوا در آزمایشگاه ها استفاده می شود. شامل یک سیم بسیار نازک (معمولا تنگستن یا پلاتین) است که با عبور جریان الکتریکی گرم می شود. جریان هوا با خنک کردن سیم، مقاومت آن را تغییر می دهد. با اندازه گیری توان الکتریکی مورد نیاز برای حفظ دمای ثابت سیم (یا تغییر مقاومت)، می توان سرعت باد را با دقت بسیار بالا محاسبه کرد. این نوع بادسنج بسیار حساس و با پاسخ سریع است.
بادسنج اولتراسونیک (Ultrasonic Anemometer): برای اندازه گیری سرعت و جهت باد با دقت بالا و بدون قطعات متحرک. شامل چند جفت مبدل اولتراسونیک است که روبروی هم قرار گرفته اند. با اندازه گیری زمان عبور پالس صوتی در مسیر رفت و برگشت بین هر جفت مبدل، می توان مؤلفه های سرعت باد را در جهات مختلف محاسبه کرد. این نوع بادسنج در ایستگاه های پیشرفته هواشناسی و تحقیقاتی استفاده می شود.
بادسنج های مدرن معمولا مجهز به سنسور دما و الکترونیک داخلی برای ارائه خروجی دیجیتال (مانند SDI-12 یا Modbus) هستند.
\[ v = k \cdot f \quad \text{(برای نوع کاسه ای، k ثابت کالیبراسیون)} \]