باد سنج دستگاهی برای سنجش سرعت باد است. به ‌طور کلی باد سنج ‌ها به دو دسته تقسیم می‌ شوند: گروهی سرعت باد را اندازه گیری می کند و گروه دیگر فشار باد را. اما از آن جا که سرعت و فشار باد با هم رابطه دارند، با سنجش هر یک از این دو کمیت می‌ توان دیگری را محاسبه نمود.

حرکت نسبی هوا در راستای افق سطح زمین باد می باشد و به میزان مسافت طی شده توسط هوا در واحد زمان سرعت باد گفته می شود. علت این حرکت نسبی اختلاف فشار در دو نقطه از محیط می باشد که موجب حرکت هوا از محیط پر فشار به محیط کم فشار می گردد. هم چنین گاه تفاوت بین چگالی توده هوای سرد و گرم باعث حرکت هوا و ایجاد باد می گردد. واحد اندازه گیری سرعت باد معمولا متر بر ثانیه، کیلو متر بر ساعت، مایل در ساعت، فوت در دقیقه، ماخ بر ساعت و ... می باشد. باد نیز مانند سایر پارامتر های فیزیکی یک کمیت برداری بوده و دارای سرعت و جهت می باشد، از این رو اندازه گیری سرعت و جهت باد عامل موثر در انتقال دما بین دو محیط با دمای متفاوت می باشد. CFM چند مولفه اصلی برای اندازه گیری ویژگی های باد یک منطقه می باشد که در ایستگاه های هوا شناسی بسیار حائز اهمیت می باشند.

دقت آنمومتر چیست؟

آنمو متر های مختلف دارای سطوح دقت متفاوتی هستند. به طور کلی از یک دستگاه گران تر می توان دقت بالا تری را انتظار داشت. محدوده دقت آنمو متر دستی و با کیفیت مناسب 3%  است. این بدان معنی است که اگر باد با سرعت 20 مایل بر ساعت در حال وزیدن باشد، دستگاه ممکن است هر جایی بین MPH 4/19 و MPH 6/20 را ثبت کند. آنمو متر های علمی تخصصی مانند آنمومتر های التراسونیک ممکن است محدوده دقت بالا تری داشته باشند.

آنمومتر کجا باید قرار داده شود؟

آنمومتر ها در دو نوع هستند. تعدادی دستی و قابل حمل و تعدادی در یک مکان ثابت نصب می شوند. به منظور دقیق ترین قرائت ها بهتر است آنمومتر ها در مکان هایی قرار داده شوند که توسط موانعی همچون درختان، ساختمان ها و … محاصره نشده باشند. به عنوان مثال بد ترین نقطه مطلق برای یک آنمو متر قرار گیری مستقیم کنار یک ساختمان یا دیوار است. گاهی اوقات آنمومتر ها در قسمت بالایی ستون ها، بالای ساختمان ها یا در فضا های باز گسترده نصب می شوند.

آیا آنمومتر جهت باد را اندازه گیری می کند؟

بعضی آنومتر ها جهت باد را اندازه گیری می کنند. این آنمومتر ها اغلب می چرخند یا دارای توربین اضافی ضمیمه می باشند که جهت باد را تشخیص می دهد. به طور کلی آنمومتر های مدل بالا تر و گران تر هر دو سرعت و جهت باد را اندازه گیری می کنند.

 آنمومترهای توربینی

چگونه یک آنمومتر سرعت باد را اندازه گیری می کند؟

اکثر آنمومتر ها دارای یک بخش حرکتی می باشند که در باد می چرخد، به طوری که در باد شدید تر، بیش تر می چرخد. شمارنده آنمو متر تعداد چرخش ها بر ثانیه یا دقیقه (یا هر فاصله دیگر) را می شمارد و سپس سرعت باد را بر حسب واحدی که برای خواندن تنظیم شده، نشان می دهد.

آنمومتر در چه علومی مورد استفاده قرار می گیرد؟

به عنوان مثال هوا شناسان از آنمومتر ها برای محاسبه الگو های باد استفاده می کنند. دانشمندان و مهندسان انرژی تجدید پذیر ممکن است از آنمومتر های دستی استفاده کنند تا ببینند که آیا یک مکان خاص برای تور بین بادی مناسب هست یا نه. سایر دانشمندان تست تجهیزات آزمایشگاه ممکن است از انواع تخصصی آنمومتر ها استفاده کنند.

سرعت سنج باد یا باد سنج چیست و کاربرد باد سنج کدام است؟

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.

سرعت وزش باد را چگونه اندازه می گیرند؟

برای اندازه گیری سرعت باد و جهت باد (باد نما) دستگاه های متنوعی توسط کمپانی های مختلف ارائه شده است. در ایستگاه های هوا شناسی یا دکل های بازرسی برای مانیتورینگ دائمی سرعت باد و نیز جهت باد از سنسور سرعت وزش باد و سنسور تشخیص جهت باد استفاده می شود که معمولا باید 10 متر بالاتر از سطح زمین قرار گیرد. 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 و سنسور جهت باد از نظر شکل ظاهری به صورت بادنما است که با تغییر زاویه سنسور مقدار جهت باد اندازه گیری می شود. در زیر دو نمونه از سنسور سرعت باد و سنسور جهت باد ساخت کمپانی اسمارت بین قرار دارد که از طریق پنل اسمارت بین که شامل نمایش گر و کارت حافظه برای ذخیره و دیتالا گر داده ها (دیتالا گر سرعت باد و دیتالا گر جهت باد می باشد) نمایش داده شده است.

انواع باد سنج پرتابل (Anemometer):

باد سنج پره ای یا Wind Vane:

همان گونه که از نام این گونه باد سنج مشخص است نوعی باد سنج پره ای با پره های پروانه ای می باشد و میزان چرخش پره ها سرعت باد را مشخص می کند. نمونه هایی از این باد سنج های پرتابل قابلیت ذخیره داده ها را نیز دارا می باشند و اندازه گیری فلو هوا یا جریان حجمی یا cfm و نیز اندازه گیری دمای باد با استفاده از سنسور هایی که در این نوع باد سنج ها تعبیه شده امکان پذیر می باشد.

 بادسنج هات وایر یا سیم داغ (hot wire):

این مدل باد سنج ها که باد سنج حرارتی نیز نامیده می شود در ساختار خود دارای یک سیم داغ داخل میله می باشد. وزش باد یا جریان هوای متحرک باعت تغییر دمای سیم داغ شده و سرعت باد توسط جریان الکتریکی لازم برای نگه داشتن حرارت سیم در معرض باد در دمای ثابت اندازه گیری می شود. به دلیل ابعاد فیزیکی باد سنج هات وایر معمولا در محیط های بسته و کانال ها برای سنجش میزان فلو یا جریان هوای کانال ها و نیز سرعت هوای عبوری از کانال ها استفاده می شود. معمولا پراب باد سنج های هات وایر حالت تلسکوپی داشته و مانند آنتن های دارای قابلیت افزایش طول تا یک متر قابلیت افزایش طول دارند و برای مکان هایی که دسترسی مشکل است استفاده می شوند. بسیاری از باد سنج های پرتابل دارای نرم افزار و حافظه داخلی جهت ثبت دیتا می باشند و اندازه گیری دمای باد، رطوبت و نیز نقطه شبنم توسط سنسور های تعبیه شده در این نوع باد سنج ها امکان پذیر است.

بادسنج ها را می توان بر اساس نوع تکنولوژی استفاده شده در آن ها به انواع زیر تقسیم بندی کرد:

باد سنج فرا صوت یا آلتراسونیک:

می دانیم که صوت توسط مولکول های هوا منتقل می شود و این را هم می دانیم که سرعت باد بر سرعت انتقال صوت تاثیر می گذارد. صدا در جایی که باد می وزد سریع تر منتقل می شود تا جایی که باد نیست. اگر شما در جهت وزش باد باشید و دوستتان شما را صدا بزند صدایشان بسیار سریع تر از این که به گوش خودشان برسد به شما می رسد و بر عکس اگر خلاف جهت باد باشید دیر تر صدا به شما می رسد. این، ایده هوشمندانه جرقه ساخت باد سنج فرا صوت است که با استفاده از فرکانس های بالا تر از محدوده شنوایی انسان، سرعت باد را اندازه گیری میکند. در این باد سنج دو یا سه گیرنده صدا روی کاسه ها با زاویه عمود بر هم نصب شده اند و مدار های الکترونیکی درون باد سنج میزان اختلاف بین رفت و برگشت صوت را اندازه گیری می کنند. اگر این اختلاف کوتاه باشد باد سریع تر و اگر زیاد باشد سرعت باد زیاد نیست.

باد سنج لیزری مادون قرمز:

در این باد سنج دو پرتو نور که عمود بر هم هستند را در نظر گرفته (می توانید با یک آینه نقره اندود که کمی از نور را جذب کرده و باقی را باز تاب می دهد زاویه قائمه میان این دو پرتو ایجاد کنید) و با گذر باد از میان این نور ها بر اساس سرعت تغییر زاویه نور، زمان عبور، سرعت باد اندازه گیری می شود. اگر این دستگاه را در یک مدار الکتریکی قرار داده و سرعت تغییر زاویه را اندازه گیری کنید می توانید سرعت باد را به دست آورید.

باد سنج لیزری دوپلر:

استفاده از باد سنج های لیزری در محیط بیرون بسیار مشکل است از این رو از باد سنج لیزری دوپلر استفاده می شود. با تاباندن پرتوی مادون قرمز بی خطری در فضا و اندازه گیری میزان لرزش نور باز تاب شده از ذرات معلق در هوا مانند گرد و غبار قطرات آب و غیره میزان سرعت باد را اندازه گیری می کنند. در این حالت هرچه لرزش و ارتعاش ذرات بیش تر باشد سرعت باد هم بیش تر است. باد یک پدیده جوی نا منظم است که سایر پدیده های جوی را تحت تاثیر قرار داده و موجب تغییرات ناگهانی و جوی شدید در یک منطقه یا ناحیه می گردد. از جمله این تاثیرات باد می توان به تند باد ها که بر پرواز هواپیما ها اثر گذارند اشاره کرد. تاثیرات توفان و تند باد ها بر مناطق مسکونی صنعتی و کشاورزی غیر قابل چشم پوشی است.

از فواید تاثیرات باد می توان به تور بین های بادی اشاره کرد که در مناطق باد خیز نصب شده و منجر به تولید برق از این پدیده طبیعی می گردد. ابزار های اندازه گیری باد از جمله اندازه گیری سرعت باد و جهت باد در محل مانند باد سنج یا Anemometer یا سرعت سنج باد و سنجش از راه دور توسط رادار در جهت ارتقا این اهداف سازمان دهی شده اند.

روش سنجش سرعت باد از راه دور:

هنگامی که ابزار سنجش در محل خود پارامتر مورد اندازه گیری نیست، اندازه گیری بر مبنای سنجش از راه دور است. اصول اندازه گیری سرعت باد از راه دور، ارسال پالس و دریافت بازتابش آن و محاسبه سرعت و پارامتر های باد بر اساس مشخصه های بازتابش است. از مهم ترین مشخصه های سنجش از دور می توان رادار را نام برد. رادار هوا شناسی ابزاری برای دیده بانی بر خط جو در محدوده ی نسبتا وسیعی از محل نصب آن است.

رادار های هوا شناسی عموما بر اساس طول موج کار کردی آن ها طبقه بندی می شوند که رادار های اصلی زمین پایه در سه باند فرکانسی کار می کنند. باند های فرکانسی در رادار های هوا شناسی ویژگی های متفاوتی از نظر قطر ذرات قابل شناسایی و میزان تضعیف را تعیین می کنند. اطلاعات متناظر با پدیده های هوا شناسی از دامنه و فاز سیگنال برگشتی و هم چنین تفاوت باز تابش ناشی از ارسال امواج پلاریزاسیون مختلف قابل استخراج است. سرعت حرکت پدیده ها که متناظر با سرعت حرکت باد است با توجه به شیفت داپلری ایجاد شده روی امواج برگشتی قابل محاسبه است. داده های رادار هوا شناسی به لحاظ گستردگی منطقه تحت پوشش (بسته به باند فرکانسی و توان تا شعاع 400کیلو متر) و دقت بالا در اندازه گیری ابزاری منحصر به فرد در پایش پدیده های جوی هستند.