Bài giảng thiết bị đo gió

2 Nguyên lí hoạt động của thiết bị đo gió 2.1 Bộ phận cảm ứng về hướng gió Bộ phận cảm ứng về hướng gió thường được sử dụng là phong tiêu và nón gió.. Phong tiêu là một hệ thống không

Trang 1

BÀI 5 THIẾT BỊ ĐO GIÓ

Trang 2

1 Đặc điểm và đơn vị đo gió

Véctơ gió là đại lượng vectơ có hướng và độ lớn

Ngoài ra còn có thành phần gió theo phương thẳng đứng

Cấu trúc rối của gió được thể hiện bằng Độ giật

Vmax: tốc độ gió tối cao

Vmin: tốc độ gió tối thấp

Vmean: tốc độ gió trung bình

3 đại lượng trên được lấy trong khoảng thời gian 10 phút

Trang 3

1 Đặc điểm và đơn vị đo gió

Hướng gió: chia thành 8,16, 32 hướng: phù hợp độ chính xác theo yêu cầuĐơn vị đo hướng gió: độ

Thang Beaufort về sức gió để thông báo gió bề mặt

Trang 4

2 Nguyên lí hoạt động của thiết

bị đo gió

2.1 Bộ phận cảm ứng về hướng gió

Bộ phận cảm ứng về hướng gió thường

được sử dụng là phong tiêu và nón gió.

a Phong tiêu là một hệ thống không

đối xứng theo trục thẳng đứng, được

hợp bởi các bản cứng (một hoặc hai

đuôi) và một quả đối trọng, quay tự do

xung quanh trục thẳng đứng

Do áp lực của gió tác dụng vào đuôi

phong tiêu, cho nên phong tiêu tự điều

chỉnh hướng sao quả đối trọng luôn luôn

quay về phía hướng gió thổi tới

b Nón gió là một túi bằng vải hình nón cụt, có miệng rộng và được căng bởi

một vòng kim loại Vòng này được gắn vào một ống kim loại quay tự do quanh trục thẳng đứng

Trang 5

bị đo gió

2.2 Bộ phận cảm ứng về tốc độ gió

Bộ phận cảm ứng về tốc độ gió thường được sử dụng một trong các kiểu sau:

a Một bản kim loại chịu áp lực gió quay

được xung quanh một trục nằm ngang

Dưới tác dụng của áp lực gió, bản đó sẽ quay

quanh trục nằm ngang và tạo với phương

thẳng đứng một góc nào đó Tốc độ gió được

xác định theo độ lớn của góc lệch đó;

Trang 6

bị đo gió

b Một chong chóng, cánh gồm vài ba gáo (hình bán cầu) quay xung quanh một trục thẳng đứng

Dưới tác dụng của áp lực gió, những chiếc gáo

quay xung quanh trục của nó Tốc độ gió được

xác định theo tốc độ quay của chong chóng;

Trang 7

bị đo gió

c Một hệ thống gồm hai ống khí động học, dùng để xác định hiệu số giữa áp suất toàn phần (áp suất động) và áp suất tĩnh của gió

Tốc độ gió được xác định theo độ lớn của hiệu số giữa

hai giá trị áp suất đó

Trang 8

3 Máy gió đơn giản (truyền thống)

3.1 Máy gió Vild

Bộ cảm biến:

Hướng gió: phong tiêu chỉ hướng (2)

Tốc độ: bản kim loại (5)

Bộ phận hiển thị:

Hướng gió: là vòng đai (3) mang 8 thanh chỉ

hướng (4 thanh dài và 4 thanh ngắn); Một trong

những thanh đó mang chữ N (hoặc B, C),

Tốc độ gió: cung răng gió (7)

Cấu tạo

Bộ phận biến đổi tín hiệu:

Hướng gió: đối trọng (4)

Tốc độ gió: đối trọng (8)

Trang 9

Nguyên tắc hoạt động

Khi có gió, bản gió sẽ quay quanh trục nằm

ngang (6) ở phía trên (Trục ngang này luôn luôn

vuông góc với phong tiêu)

Cung xác định tốc độ gió có 8 răng, bắt đầu từ

răng số 0 (răng thẳng đứng) đến răng số 7

Răng số lẻ ngắn hơn những răng số chẵn Cung

mang các răng luôn được cân bằng với đối trọng

(8) cùng được lắp đặt trên trục quay của bản

Dưới tác dụng của áp lực gió, phong tiêu sẽ nằm ở vị

trí sao cho đối trọng của nó ở về phía đón gió, còn

bản gió nằm thẳng góc với gió và nghiêng một góc

nào đó tuỳ thuộc vào tốc độ gió

Trang 10

Độ chính xác của nó không cao và chỉ đo được tốc độ gió tới 20m/s (bản gió nhẹ) hoặc tới 40 m/s (bản gió nặng)

Nếu tốc độ gió vượt quá giới hạn trên thì ta không thể xác định được

Trang 11

Thanh kim loại mang chữ N (hoặc B, C) phải ở đúng hướng bắc

Trục máy gió và cột gió phải được giữ thẳng đứng một

cách chắc chắn nhờ 6 dây cáp

Trang 12

Khi quan trắc gió, quan trắc viên phải đứng sát chân cột gió, phía dưới quả đối trọng của phong tiêu và quan sát vị trí trung bình của phong tiêu để xác định hướng gió

Qui trinh quan trắc

Sau đó đứng xa chân cột gió một chút về phía thẳng

góc với phong tiêu để quan sát vị trí trung bình của

bản gió trên cung răng để xác định tốc độ gió

Trang 13

3.2 Máy gió cầm tay

Máy gió cầm tay dùng để đo tốc độ gió yếu và trung bình Nó thường được dùng trong khảo sát lưu động hay trong những quan trắc chuyên đề nào đó

1 Cấu tạo

a Bộ phận cảm biến tốc độ gió là một chong chóng

thường có 3-4 gáo nhỏ hình bán cầu (1),

b Bộ phận biến đổi tín hiệu: Hai đầu trục (2), vành

che (3); nồi phía dưới nằm trong thân máy (4); Bộ

Trang 14

2 nguyên tắc hoạt động

Mỗi độ chia của vòng chia độ này tương ứng với 100 độ

chia của kim dịch chuyển trên vòng chia độ lớn nhất

Kim ngắn thứ hai dịch chuyển trên vòng chia độ nhỏ ở

phía bên phải cũng có 10 vạch chia độ

Mỗi độ chia của vòng chia độ này tương ứng với 10 độ

chia của kim dịch chuyển trên vòng chia độ nhỏ phía

bên trái, tức là tương ứng với 1000 độ chia của kim

dịch chuyển trên vòng chia độ lớn nhất

Dưới tác dụng của áp lực gió, những chiếc gáo quay

xung quanh trục của nó  trục quay  Bộ đếm vòng 

Bộ hiển thị Tốc độ gió được xác định theo tốc độ quay

của chong chóng;

Trang 15

2 Cách sử dụng

Khi đo tốc độ gió, máy gió cầm tay được lắp vào đầu

một cột bằng gỗ, độ dài của cột tuỳ thuộc vào độ cao

cần đo tốc độ gió

sao cho máy gió ở vị trí thẳng đứng Mặt chia độ ở

về phía người làm quan trắc và trùng với mặt phẳng

hướng gió

xác định số độ chia mà các kim dịch chuyển được

trong một khoảng thời gian nhất định nào đó

Căn cứ vào số độ chia mà kim dịch chuyển được

trong thời gian đó để tính ra tốc độ gió trung bình

trong quá trình quan trắc

Trang 16

Trước khi quan trắc phải khoá bộ phận đếm vòng và ghi số chỉ của các kim

trên vòng chia độ

Sau khi đặt máy được 1-2 phút để cho tốc độ quay của chong chóng ổn định mới mở khoá hãm để cho bộ phận đếm vòng hoạt động

Sau khoảng thời gian đã định phải khoá bộ phận đếm vòng và đọc số chỉ mới

của các kim loại trên vòng chia độ

3 Cách quan trắc

Trang 17

4 Các nguồn sai số

- Chong chóng quay không đều hoặc chao đảo

- Miệng gáo không nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc cán gáo không thẳng;

- Vít hãm ở đầu trục xiết không chặt nên khi có gió mạnh, chong chóng bị lung lay;

- Các kim chỉ sát vào mặt chia độ và va chạm vào nhau;

Trang 18

4 Máy gió tự ghi, tự báo

1 Máy gió MUNRO

a Cấu tạo

- Bộ phận cảm biến: phong tiêu (1, 2, 3);

- Bộ phận biến đổi tín hiệu: Ống áp suất và Hệ

thống dẫn áp lực và truyền hướng chuyển dịch

của phong tiêu (4, 5, 6, 7, 8,9,10,13,14);

- Bộ phận tự ghi (11, 12);

Sơ đồ nguyên lí hoạt động đo tốc

độ gió của máy gió Munro 1-đuôi

phong tiêu; 2-điểm hút trên ống áp; đầu ống áp suất; 4-trục dẫn hướng; 5&13-ống dẫn áp suất; 6&7-ống hút; 8-bình phao chứa nước; 9&13-phao hình chuông; 10-trục phao; 11-kim

Trang 19

3-4 Máy gió tự ghi, tự báo

Nguyên tắc hoạt động của bộ phận ghi tốc độ gió

phong tiêu; 2-điểm hút trên ống áp; đầu ống áp suất; 4-trục dẫn hướng; 5&13-ống dẫn áp suất; 6&7-ống hút; 8-bình phao chứa nước; 9&13-phao hình chuông; 10-trục phao; 11-kim ghi tốc độ gió và 12-trục đồng hồ

3-Phong tiêu luôn quay về hướng gió thổi nên áp suất

toàn phần của gió sẽ tác dụng vuông góc với đầu ống

áp suất (3)

Áp suất này được truyền qua ống dẫn áp lực (13) để

vào lòng phao hình chuông (9)

Áp suất tĩnh tại điểm hút (2) trên thân

phong tiêu được đưa đến khoảng trống

trong bình phao qua ống hút (7)

Trang 20

3-Khi lặng gió thì áp suất động Pđ = 0 do đó áp suất toàn

phần P = Pt và phao ở vị trí điểm 0

Khi có gió thì Pđ > 0 và P > Pt nên ∆P

> 0 và phao nổi lên Gió càng mạnh thì

phao nổi càng cao, gió yếu đi thì phao

hạ thấp xuống

Nguyên tắc hoạt động của bộ phận ghi tốc độ gió

Thang đo tốc độ có giới hạn 0-100 miles/h

hoặc 0-51m/s

Trang 21

Khi có gió phong tiêu quay về hướng gió làm cho trục

hướng dẫn và trục quay của các rãnh xoắn (trục cam)

cũng quay theo

Các rãnh xoắn quay sẽ làm cho cần kim tựa trên nó

dịch chuyển theo chiều thẳng đứng, hướng gió được

xác định thông qua vị trí của cần kim

Hướng và tốc độ gió được ghi trên cùng

một giản đồ cuốn quanh trục đồng hồ,

hướng ghi ở phía dưới, tốc độ ghi phía

trên giản đồ

phong tiêu; 2-điểm hút trên ống áp; đầu ống áp suất; 4-trục dẫn hướng; 5&13-ống dẫn áp suất; 6&7-ống hút; 8-bình phao chứa nước; 9&13-phao hình chuông; 10-trục phao; 11-kim ghi tốc độ gió và 12-trục đồng hồ

3-Thang độ hướng chia theo chiều thẳng

đứng (0-3600) tương ứng với các

hướng N, E, S, W, N

Nguyên tắc hoạt động của bộ phận ghi hướng gió

Trang 22

Có hai kim được dùng để ghi hướng sẽ luôn

có một kim hoạt động, còn kim kia nằm ở

đường bắc của giản đồ

3-1 Máy gió MUNRO

Nguyên tắc hoạt động

Kim phía dưới ghi hướng gió từ N qua E

đến S, kim phía trên ghi từ S qua W đến N

Trang 23

Cách sử dụng

Máy gió MUNRO đặt cố định ở nơi thoáng gió trên nóc nhà, phần tự ghi đặt trong nhà

Vào các kì quan trắc 1, 7, 13 và 19 giờ, quan trắc viên đọc trị số (hướng và tốc độ) và làm mốc giờ trên giản đồ

Sau quan trắc 7 giờ, cần thay giản đồ, việc thay giản đồ được tiến hành theo

trình tự sau:

-Khoá van các ống áp và ống hút;

-Làm mốc giờ cuối đường ghi trên giản đồ;

-Gạt kim ra khỏi giản đồ;

-Tháo giản đồ ra khỏi trụ cuốn và ghi giờ làm mốc cuối Lắp giản đồ mới, lên dây cót đồng hồ

-Đưa các kim vào vị trí tì lên giản đồ và làm mốc giờ đầu tiên trên giản đồ

Trang 24

2 Máy gió EL

Cấu tạo

Bộ cảm biến của máy gió EL

+ Bộ phận cảm biến hướng gió: phong tiêu

* Bộ phận cảm biến

Trang 25

2 Máy gió EL

Cấu tạo

+ Bộ phận cảm biến tốc độ gió: chong chóng gáo quay

* Bộ phận cảm biến

một chong chóng gáo quay (11) và

bộ phát báo (4); trục gáo (5) rôto trong cuộn dây (10);

Trang 26

Trang 27

2 Máy gió EL

Cấu tạo

* Bộ chỉ báo hướng gió

Trang 28

Trang 29

Trang 30

Trang 31

2 Máy gió EL

Trình tự quan trắc

Đưa công tắc hướng và tốc độ ở bộ chỉ báo vào vị trí đóng mạch,

Đồng thời quan sát sự dao động của kim chỉ báo trên mặt đồng hồ, hướng và tốc độ gió trong 2 phút rồi xác định giá trị trung bình của chúng

+ Chỉ số về hướng gió được xác

định theo tên hướng đã in sẵn

trên mặt đồng hồ của bộ chỉ báo

tương ứng với vị trí của đèn sáng

+ Chỉ số về tốc độ gió được xác

định theo số nguyên (m/s)

Quan trắc xong phải đưa ngay công tắc về vị trí ngắt mạch

Trang 32

3 Máy gió TAVID

Cấu tạo

Bộ cảm biến tốc độ: kiểu gáo quay bằng nhựa (1)

Bộ cảm biến Hướng gió: phong tiêu (2)

2 ống lắp phong tốc kế (3)

Bộ phận biến đổi tín hiệu:

+ bộ biến đổi điện đo tốc độ CAF (4)

+ bộ biến đổi điện đo Hướng gió CG 360 (5)

Bộ phận hiển thị:

+ Đồng hồ tự báo chỉ tốc độ gió và hướng gió (6)

+ Bộ phận tự ghi hướng

Trang 33

Nguyên tắc hoạt động

Dựa vào sự tạo dòng điện cảm ứng giữa rôto và stato để xác định tốc độ gió

và nhờ máy quét để xác định hướng gió

Trang 34

Trang 35

Trình tự quan trắc

Bật 2 công tắc đo hướng gió và tốc độ gió

Hướng và tốc độ gió được xác định trung bình trong khoảng thời gian 2 phút Đọc xong, ghi mốc giờ vào giản đồ bằng bút chì đen

Trang 36

Tổng kết

Trang 37

Định dạng
Số trang	37
Dung lượng	5,45 MB