Ультрадыбыстық анемометр - ультрадыбыстық технологияға негізделген желдің жылдамдығы мен бағытын өлшейтін жоғары дәлдіктегі құрал. Дәстүрлі механикалық анемометрлермен салыстырғанда, ультрадыбыстық анемометрлердің қозғалмалы бөлшектердің болмауы, жоғары дәлдік және төмен техникалық қызмет көрсету шығындары сияқты артықшылықтары бар, сондықтан олар Солтүстік Американың көптеген салаларында кеңінен қолданылды. Метеорологиялық бақылаудан бастап жел энергиясын өндіруге, ғимараттардың қауіпсіздігі мен ауыл шаруашылығын басқаруға дейін ультрадыбыстық анемометрлер желдің жылдамдығы мен бағыты туралы дәл деректерді беруде маңызды рөл атқарады.
1. Ультрадыбыстық анемометрдің жұмыс принципі және артықшылықтары
1.1 Жұмыс принципі
Ультрадыбыстық анемометрлер ауада таралатын ультрадыбыстық толқындардың уақыт айырмашылығын өлшеу арқылы желдің жылдамдығы мен бағытын есептейді. Оның жұмыс принципі келесідей:
Әдетте аспап екі немесе үш жұп ультрадыбыстық сенсорлармен жабдықталған, олар ультрадыбыстық сигналдарды әртүрлі бағытта таратады және қабылдайды.
Ауа ағыны кезінде ультрадыбыстық толқындардың желдің бағыты бойынша және желдің бағыты бойынша таралу уақыты әртүрлі болады.
Уақыт айырмашылығын есептеу арқылы құрал желдің жылдамдығы мен бағытын дәл өлшей алады.
1.2 Артықшылықтары
Жоғары дәлдік: Ультрадыбыстық анемометрлер жел жылдамдығының өзгерістерін 0,01 м/с дейін өлшей алады, бұл жоғары дәлдік талаптары бар жағдайларға жарамды.
Қозғалмалы бөлшектер жоқ: Механикалық бөлшектер болмағандықтан, ультрадыбыстық анемометрлер тозуға бейім емес және техникалық қызмет көрсету шығындары аз.
Әмбебаптылық: Желдің жылдамдығы мен бағытынан басқа, кейбір ультрадыбыстық анемометрлер температураны, ылғалдылықты және ауа қысымын да өлшей алады.
Нақты уақыт режимінде: Ол желдің жылдамдығы мен бағыты туралы нақты уақыт режиміндегі деректерді бере алады, бұл жылдам жауап беруді қажет ететін қолданбалы сценарийлерге жарамды.
2. Солтүстік Америкадағы қолдану жағдайлары
2.1 Қолдану тарихы
Солтүстік Америка - Канаданың суық аймақтарынан бастап, Америка Құрама Штаттарының оңтүстігіндегі дауылға бейім аймақтарға дейін әртүрлі климаты бар кең аймақ. Желдің жылдамдығы мен бағытын бақылау көптеген салалар үшін өте маңызды. Ультрадыбыстық анемометрлер жоғары дәлдігі мен сенімділігіне байланысты метеорологиялық бақылауда, жел энергиясын өндіруде, ғимараттардың қауіпсіздігінде және ауыл шаруашылығын басқаруда кеңінен қолданылды.
2.2 Қолданудың нақты жағдайлары
1-жағдай: Америка Құрама Штаттарындағы жел электр станцияларындағы жел жылдамдығын бақылау
Америка Құрама Штаттары әлемдегі жел энергиясын өндірудегі жетекші елдердің бірі болып табылады, және жел жылдамдығын бақылау жел электр станцияларының жұмыс істеуі үшін маңызды. Техастағы ірі жел электр станциясында жел турбиналарының жұмысын оңтайландыру үшін ультрадыбыстық анемометрлер қолданылады. Нақты қолданылуы келесідей:
Орналастыру әдісі: желдің жылдамдығы мен бағытын нақты уақыт режимінде бақылау үшін жел турбиналарының үстіне ультрадыбыстық анемометрлерді орнатыңыз.
Қолдану әсері:
Жел жылдамдығының дәл деректерімен жел турбиналары электр энергиясын өндіру тиімділігін арттыру үшін жел жылдамдығына сәйкес қалақ бұрыштарын реттей алады.
Қатты жел жағдайында ультрадыбыстық анемометрлер беретін деректер операторларға жабдықтың зақымдалуын болдырмау үшін турбиналарды уақытында өшіруге көмектеседі.
2022 жылы жел электр станциясы ультрадыбыстық анемометрлерді қолданудың арқасында электр энергиясын өндіру тиімділігін шамамен 8%-ға арттырды.
2-жағдай: Канадалық метеорологиялық бақылау желісі
Канада метеорологиялық қызметі бүкіл ел бойынша тығыз метеорологиялық бақылау желісін құрды, және ультрадыбыстық анемометрлер оның маңызды бөлігі болып табылады. Альбертада ультрадыбыстық анемометрлер экстремалды ауа райы оқиғаларын бақылау үшін қолданылады. Нақты қолданылуы келесідей:
Орналастыру әдісі: Метеорологиялық станцияларға ультрадыбыстық анемометрлерді орнатыңыз және оларды басқа метеорологиялық сенсорлармен біріктіріңіз.
Қолдану әсері:
Желдің жылдамдығы мен бағытын нақты уақыт режимінде бақылау, торнадо мен боран туралы ескертулер үшін деректерді қолдауды қамтамасыз ету.
2021 жылы болған боран кезінде ультрадыбыстық анемометрлер берген деректер Метеорологиялық бюроға алдын ала ескертулер жасауға және апаттардан болатын шығындарды азайтуға көмектесті.
3-жағдай: Америка Құрама Штаттарындағы көп қабатты ғимараттардың жел жүктемесін бақылау
Америка Құрама Штаттарының Чикаго және Нью-Йорк сияқты ірі қалаларында көп қабатты ғимараттардың қауіпсіздік жобалауында жел жүктемесінің әсерін ескеру қажет. Ультрадыбыстық анемометрлер ғимараттардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін ғимараттардың айналасындағы желдің жылдамдығы мен бағытын бақылау үшін қолданылады. Нақты қолданылуы келесідей:
Орналастыру әдісі: Жел жүктемелерін нақты уақыт режимінде бақылау үшін ғимараттың жоғарғы және бүйірлеріне ультрадыбыстық анемометрлерді орнатыңыз.
Қолдану әсері:
Берілген деректер инженерлерге ғимараттың дизайнын оңтайландыруға және ғимараттардың желге төзімділігін арттыруға көмектеседі.
Қатты жел жағдайында ультрадыбыстық анемометрлердің деректері ғимараттардың қауіпсіздігін бағалау және тұрғындар мен жаяу жүргіншілердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қолданылады.
4-жағдай: Солтүстік Америкадағы дәл ауыл шаруашылығындағы жел жылдамдығын бақылау
Солтүстік Америкадағы дәл ауыл шаруашылығында жел жылдамдығын бақылау пестицидтерді бүрку және суаруды басқару үшін өте маңызды. Калифорниядағы ірі фермада пестицидтерді бүрку жұмыстарын оңтайландыру үшін ультрадыбыстық анемометрлер қолданылады. Нақты қолданылуы келесідей:
Орналастыру әдісі: желдің жылдамдығы мен бағытын нақты уақыт режимінде бақылау үшін ауылшаруашылық жерлеріне ультрадыбыстық анемометрлерді орнатыңыз.
Қолдану әсері:
Пестицидтердің ағып кетуін азайту және бүрку тиімділігін арттыру үшін бүрку жабдығының жұмыс параметрлерін жел жылдамдығының деректеріне сәйкес реттеңіз.
2020 жылы пестицидтерді пайдалану 15%-ға азайды, ал дақылдарды қорғаудың әсері жақсарды.
3. Қорытынды
Ультрадыбыстық анемометрлер Солтүстік Американың көптеген салаларында жоғары дәлдік, жоғары сенімділік және әмбебаптық артықшылықтарын көрсетті. Жел энергиясын өндіруден бастап метеорологиялық бақылауға, ғимараттардың қауіпсіздігі мен ауыл шаруашылығын басқаруға дейін ультрадыбыстық анемометрлер осы салалар үшін маңызды деректерді қолдауды қамтамасыз етеді. Болашақта технологияның одан әрі дамуымен және қолдану сценарийлерінің кеңеюімен Солтүстік Америкада ультрадыбыстық анемометрлерді қолдану перспективалары кеңейеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 18 ақпан