อุปกรณ์วัดความเร็วลม (Anemometer)

 

ภาพที่ 1 อุปกรณ์วัดความเร็วลม (Anemometer)

หลักการ
         อุปกรณ์วัดความเร็วลมชนิดนี้ ใช้วัดอัตราเร็วของอากาศที่ไหลผ่าน โดยเมื่อมีอากาศไหลผ่าน จะทำให้แขนของเครื่องวัดความเร็วลม หมุนด้วยความเร็วเชิงเส้นใกล้เคียงกับความเร็วของอากาศที่ไหลผ่าน จากการคำนวณหาอัตราเร็วตามแนวเส้นสัมผัสของจุดศูนย์กลางของกรวยรับลมในช่วงเวลาหนึ่งๆ เราก็จะสามารถประมาณค่าความเร็วลมในช่วงเวลานั้นๆ ได้

          Vw   ประมาณเท่ากับ Vc
จาก
          Vc    =    wR
          Vc    =    2¶fR

ดังนั้น    Vw   ประมาณเท่ากับ  2pfR ---------- (1)

          เมื่อ     Vw   คือ ความเร็วลม (เมตร / วินาที)
                    Vc   คือ ความเร็วตามแนวเส้นสัมผัสของกรวยรับลม (เมตร / วินาที)
                     w   คือ ความเร็วเชิงมุมของแขนกรวยรับลม (เรเดียน / วินาที)
                     f    คือ ความถี่ของการหมุน (รอบ / วินาที)
                     R   คือ รัศมีการหมุนของกรวยรับลม โดยวัดจากจุดศูนย์กลางของแกนหมุน ถึงจุดศูนย์กลางของกรวยรับลม (เมตร)

การหาค่าความเร็วรอบต่อวินาที (f)
          ค่าความเร็วรอบ หาได้จากการนับรอบการหมุนของแกนการหมุน ภายในช่วงเวลาหนึ่ง (ในที่นี้ใช้เวลา 10 วินาที) หากความเร็วรอบมีค่าไม่มากนัก ก็สามารถนับรอบด้วยการสังเกตการหมุนได้โดยตรง แต่ในกรณีที่ไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง ต้องใช้อุปกรณ์วัดความเร็วรอบช่วย
          โดยอุปกรณ์วัดความเร็วรอบอย่างง่ายๆ ใช้หลักการของสวิตช์แสง (Optical switch) ต่อเข้ากับปุ่มเครื่องหมายเท่ากับ (=) ของเครื่องคิดเลข เพื่อแสดงผลการนับ ผ่านจอแสดงผลของเครื่องคิดเลข

การใช้งาน
          1. ต่อเครื่องคิดเลขเข้ากับเครื่องวัดความเร็วรอบอย่างง่าย
          2. กดเครื่องหมาย (+) (1) (=) ตามลำดับ ที่เครื่องคิดเลข
          3. เปิดสวิตช์เครื่องวัดความเร็วรอบอย่างง่าย พร้อมกับจับเวลา 10 วินาที
          4. เมื่อครบเวลาที่กำหนด ปิดสวิตช์เครื่องวัดความเร็วรอบอย่างง่ายทันที ที่เครื่องคิดเลขจะแสดงค่าจำนวนรอบการหมุนค้างอยู่ อ่านค่าที่ได้ และลบค่าที่ได้ออก 1 รอบ เนื่องจากเครื่องคิดเลขจะนับรอบแรกเท่ากับ 2 รอบ จดบันทึกค่าที่ได้เพื่อนำไปคำนวณต่อ
          5. ปลดเครื่องคิดเลขออกจากเครื่องวัดความเร็วรอบอย่างง่าย
          6. คำนวณค่าความเร็วลมจากสมการ (1) โดยในที่นี้กำหนดให้
                    R = 0.1 เมตร
                    ¶ = 3.14
                    ช่วงเวลาที่วัด 10 วินาที

ดังนั้น
          Vw   =    wR
              Vw   =    2¶fR
                  = 2 x 3.14 x (จำนวนรอบใน 10 วินาที) x 0.1     เมตร / 10 วินาที
                  = 0.0628 x (จำนวนรอบใน 10 วินาที)            เมตร / วินาที