选择合适的
测风设备需综合考虑测量目的、环境、精度、成本等多方面因素,以下是具体要点:
按测量目的
气象监测
对于长期、连续的气象数据监测,如气象台站,通常会选择风杯风速计、风向标等经典设备,它们能稳定、准确地测量平均风速和风向,数据可靠性高,可用于气象预报、气候研究等。
要监测强对流天气等极端气象条件下的风,超声风速仪更为合适,其响应速度快,能捕捉瞬间的风速变化,且不受恶劣天气影响。
风力发电
为评估风电场的风能资源,需要精确测量不同高度的风速和风向,以确定最佳的风机布局。此时,激光雷达测风仪是较好的选择,它可以进行远程、高精度的三维风场测量,能提供风切变、湍流强度等关键参数。
风机运行过程中的实时测风,通常会在风机上安装风速仪和风向标,要求设备具有高可靠性和抗干扰能力,以保障风机的安全稳定运行。
航空领域
机场的风况监测对于飞机的起降安全至关重要,一般会采用高精度的风杯风速计、风向标以及风廓线雷达等设备,能实时提供机场跑道不同位置、不同高度的风速和风向信息。
飞机在飞行过程中的测风,常使用空速管等设备,它可以测量飞机相对于空气的速度,结合其他导航设备,计算出实际的风速和风向。
按测量环境
陆地环境
在开阔的平原、草原等地区,风杯风速计、风向标等常规设备即可满足测量需求,它们安装方便,测量精度较高。
若在复杂的山地、城市峡谷等地形,由于气流复杂,超声风速仪或激光雷达测风仪更为合适,能够准确测量复杂流场中的风速和风向。
海洋环境
海上平台、浮标等进行测风,需要设备具备良好的防水、耐腐蚀性能。超声风速仪、海洋专用风杯风速计等较为常用,它们能在恶劣的海洋环境中稳定工作。
对于大面积的海洋风场监测,卫星测风技术具有很大优势,可获取大范围、实时的海洋风场信息。
特殊环境
在高温、高湿、高粉尘等恶劣工业环境中,需要选择具有防护等级高、抗干扰能力强的测风设备,如经过特殊封装的风杯风速计或超声风速仪。
在低温环境下,要考虑设备的低温适应性,部分超声风速仪在低温下可能会出现性能下降,而机械式风速仪可能会因结冰影响测量精度,需根据实际情况选择。
按测量精度和范围
高精度测量
对于科研、计量等对精度要求极高的场合,如风洞实验、大气科学研究等,通常会选择精度较高的激光雷达测风仪、超声风速仪等设备,其测量精度可达到 0.1m/s 甚至更高。
宽量程测量
若需要测量的风速范围较宽,从微风到强风都要涵盖,风杯风速计结合超声风速仪的组合方式可能更合适,风杯风速计适用于中低风速测量,超声风速仪可用于高风速测量。
按成本和维护
成本因素
对于预算有限的项目,如一些小型气象站、学校科研项目等,风杯风速计、风向标等价格相对较低的设备是较好的选择。
激光雷达测风仪等高端设备价格昂贵,适用于对测量精度和功能要求极高、且预算充足的大型项目,如大型风电场开发、国家级科研项目等。
维护要求
风杯风速计等机械式设备结构相对简单,但需要定期维护,如清洁、校准等,以确保测量精度;超声风速仪、激光雷达测风仪等电子设备维护相对较少,但一旦出现故障,维修成本较高。