Fani Pogody

Pogoda w Polsce i na Świecie. Prognoza pogody codzienna i długoterminowa

Anemometr

Anemometr, inaczej wiatromierz to urządzenie mierzące prędkość i kierunek wiatru. Jest to powszechny instrument stacji pogodowej. Termin ten pochodzi od greckiego słowa anemos (wiatr) i jest używany do opisania dowolnego instrumentu pomiaru prędkości wiatru używanego w meteorologii. Najwcześniejszy znany opis anemometru został opracowany przez włoskiego architekta i autora Leona Battistę Albertiego (1404–1472) w 1450 roku.

Z lewej na maszcie anemometr rotacyjny połączony z wiatrowskazem, natomiast po prawej wiatromierz ultradźwiękowy firmy Vaisala

wiatromierze
Dwa rodzaje anemometrów na oddzielnych masztach

Istnieją różne rodzaje anemometrów:

  • obrotowe (rotacyjne) – posiadają element ruchomy wprawiany w ruch przez wiatr
    • wiatrakowe
    • czaszowe – na pionowej osi obrotu umieszczony jest krzyżak na ramionach którego umieszczone są półkuliste czasze. Szybkość obrotu układu jest proporcjonalna do prędkości wiatru.
  • wychyłowe – wiejący wiatr odchyla od pionu prostokątną płytkę.
  • ciśnieniowe – (rurka Pitota) wykorzystują zmianę ciśnienia w poruszającym się płynie
  • cieplne (elektryczne) – wykorzystują zmianę odbioru ciepła z płytki podgrzewanej elektrycznie, mierzoną wielkością może być opór elektryczny elementu grzejnego,
  • dopplerowskie (ultrasonograficzne) – mierzą częstotliwość dźwięku (ultradźwięku) rozchodzącego się w powietrzu, która zmienia się, gdy ośrodek porusza się względem obserwatora (efekt Dopplera) i w ten sposób wyznaczają prędkość ośrodka.

Wiatromierz powstał już w XV wieku

Anemometr niewiele się zmienił od czasu jego powstania w XV wieku. Mówi się, że Alberti wynalazł go około 1450 roku. W następnych stuleciach wielu innych, w tym Robert Hooke (1635-1703), opracowało własne wersje, przy czym niektóre błędnie przypisywano ich wynalazcy. Jednak w 1846 roku John Thomas Romney Robinson (1792–1882) ulepszył projekt, stosując cztery półkuliste miseczki i mechaniczne koła. W 1926 kanadyjski meteorolog John Patterson (1872-1956) opracował anemometr z trzema miseczkami, który został ulepszony przez Brevoorta i Joinera w 1935. Ponadto w 1991 Derek Weston dodał możliwość pomiaru kierunku wiatru. Co więcej w 1994 roku Andreas Pflitsch opracował anemometr dźwiękowy.

Prosty typ anemometru został wynaleziony w 1845 r. przez ks. dr Johna Thomasa Romneya Robinsona z Obserwatorium Armagh. Składał się z czterech półkolistych miseczek na poziomych ramionach osadzonych na pionowym wale. Przepływ powietrza obok kubków w dowolnym kierunku poziomym obracał wał w tempie mniej więcej proporcjonalnym do prędkości wiatru. Dlatego liczenie obrotów wału w zadanym przedziale czasu dało wartość proporcjonalną do średniej prędkości wiatru dla szerokiego zakresu prędkości. Ten typ przyrządu nazywany jest również anemometrem rotacyjnym.

W przypadku anemometru z czterema filiżankami wiatr zawsze ma przed sobą wgłębienie jednej filiżanki i wieje z tyłu przeciwnej filiżanki. Ponieważ pusta półkula ma współczynnik oporu 0,38 po stronie sferycznej i 1,42 po stronie wydrążonej, na miseczce wytwarzana jest większa siła niż jej wydrążona strona na wiatr. Z powodu tej asymetrycznej siły na osi anemometru generowany jest moment obrotowy, który powoduje jego wirowanie.

Najpowszechniejsze są anemometry rotacyjne na stacjach meteorologicznych i drogowych, lecz stopniowo wypierają je ultradźwięki

Teoretycznie prędkość obrotu anemometru powinna być proporcjonalna do prędkości wiatru, ponieważ siła działająca na obiekt jest proporcjonalna do prędkości przepływającego obok niego gazu lub płynu. Jednak w praktyce na prędkość obrotową wpływają inne czynniki, w tym turbulencje wytwarzane przez urządzenie, zwiększający się opór przeciwny do momentu obrotowego wytwarzanego przez miseczki i ramiona nośne oraz tarcie w punkcie mocowania. Kiedy Robinson po raz pierwszy zaprojektował swój anemometr, twierdził, że czasze poruszają się o jedną trzecią prędkości wiatru, na co nie ma wpływu rozmiar czaszy ani długość ramienia. Zostało to najwyraźniej potwierdzone przez niektóre wczesne niezależne eksperymenty, ale było to błędne. Zamiast tego stosunek prędkości wiatru do prędkości czasz, współczynnik anemometru, zależy od wymiarów czasz i ramion i może mieć wartość od dwóch do nieco ponad trzech. Po wykryciu błędu wszystkie poprzednie eksperymenty z anemometrami musiały zostać powtórzone.

Profesjonalny anemometr rotacyjny z wiatrowskazem i eliptycznymi kubkami

wiatromierz rotacyjny
profesjonalny, wysokiej klasy wiatromierz rotacyjny

Anemometr z trzema miseczkami opracowany przez Kanadyjczyka Johna Pattersona w 1926 r., a następnie udoskonalony czaszkowy przez Brevoort & Joiner ze Stanów Zjednoczonych w 1935 r., doprowadziły do ​​konstrukcji koła zębatego z niemal liniową odpowiedzią i błędem poniżej 3% do 60 mil na godzinę (97km/h). Patterson odkrył, że każdy kubek wytwarzał maksymalny moment obrotowy, gdy był pod kątem 45 ° do kierunku wiatru. Anemometr z trzema miseczkami miał również bardziej stały moment obrotowy i szybciej reagował na podmuchy niż anemometr z czterema miseczkami.

Profesjonalny eliptyczny anemometr rotacyjny połączony z wiatrowskazem, który mierzy wiatr do 85 m/s

rotacyjny wiatromierz
wiatromierz rotacyjny

Najczęściej kupowane są wiatromierze z trzema kubkami

Anemometr z trzema miseczkami został dodatkowo zmodyfikowany przez australijskiego dr. Derek Weston w 1991 roku również zmierzył kierunek wiatru. Dodał tag do jednego kubka, powodując wzrost i spadek prędkości koła, gdy tag poruszał się naprzemiennie z wiatrem i pod wiatr. Kierunek wiatru jest obliczany na podstawie tych cyklicznych zmian prędkości, podczas gdy prędkość wiatru jest określana na podstawie średniej prędkości koła zamachowego.

Amatorski wiatromierz rotacyjny z wiatrowskazem

wiatromierz rotacyjny
anemometr rotacyjny

Anemometry z trzema kubkami są obecnie standardem branżowym w badaniach i praktyce oceny zasobów wiatru.

Anemometry wiatraczkowe

Jedną z innych form mechanicznego anemometru prędkościowego jest anemometr wiatraczkowy. Można go opisać jako wiatrak lub anemometr śmigłowy. W przeciwieństwie do anemometru Robinsona, którego oś obrotu jest pionowa, anemometr wiatraczkowy musi mieć oś równoległą do kierunku wiatru, a zatem poziomą. Ponadto, wiatr zmienia kierunek, a oś musi podążać za jego zmianami, należy zastosować wiatrowskaz lub inne urządzenie spełniające ten sam cel. Anemometr wiatraczkowy łączy zatem śmigło i ogon na tej samej osi, aby uzyskać dokładne i precyzyjne pomiary prędkości i kierunku wiatru z tego samego instrumentu. Prędkość wentylatora jest mierzona przez obrotomierz i przeliczana na prędkość wiatru przez elektroniczny chip. W związku z tym objętościowe natężenie przepływu można obliczyć, jeśli znana jest powierzchnia przekroju. W przypadkach, gdy kierunek ruchu powietrza jest zawsze taki sam, jak w szybach wentylacyjnych kopalń i budynków, stosuje się wiatrowskazy zwane miernikami powietrza i dają zadowalające wyniki.

Są także inne typy anemometrów

Anemometry z gorącym drutem wykorzystują cienki drut (rzędu kilku mikrometrów) podgrzewany elektrycznie do pewnej temperatury powyżej temperatury otoczenia. Powietrze przepływające obok drutu chłodzi drut. Ponieważ opór elektryczny większości metali zależy od temperatury metalu (wolfram jest popularnym wyborem w przypadku gorących drutów), można uzyskać zależność między rezystancją drutu a prędkością powietrza. W większości przypadków nie można ich użyć do pomiaru kierunku przepływu powietrza, chyba że są połączone z wiatrowskazem.

Istnieje kilka sposobów realizacji tego, a urządzenia z gorącym drutem można dalej klasyfikować jako CCA (anemometr o stałym prądzie), CVA (anemometr o stałym napięciu) i CTA (anemometr o stałej temperaturze). Napięcie wyjściowe z tych anemometrów jest zatem wynikiem pewnego rodzaju obwodu w urządzeniu, który próbuje utrzymać stałą określoną zmienną (prąd, napięcie lub temperaturę), zgodnie z prawem Ohma.

Dodatkowo stosowane są również anemometry PWM (modulacja szerokości impulsu), w których prędkość jest wywnioskowana przez czas trwania powtarzającego się impulsu prądu, który doprowadza przewód do określonej rezystancji, a następnie zatrzymuje się do osiągnięcia progu „podłogi”. W tym czasie impuls jest wysyłany ponownie.

Anemometry z gorącym drutem, choć niezwykle delikatne, mają niezwykle wysoką częstotliwość odpowiedzi i doskonałą rozdzielczość przestrzenną w porównaniu z innymi metodami pomiarowymi, i jako takie są prawie powszechnie stosowane do szczegółowych badań przepływów turbulentnych lub wszelkich przepływów, w których występują gwałtowne wahania prędkości.

Przemysłową wersją anemometru cienkodrutowego jest przepływomierz termiczny, który opiera się na tej samej koncepcji, ale wykorzystuje dwa kołki lub sznury do monitorowania zmian temperatury. Struny zawierają cienkie druciki, ale ich obudowa sprawia, że ​​są one znacznie trwalsze i zdolne do dokładnego pomiaru przepływu powietrza, gazu i emisji w rurach, kanałach i kominach. Zastosowania przemysłowe często zawierają brud, który może uszkodzić klasyczny anemometr z gorącym drutem.

Anemometry laserowe dopplerowskie

W laserowej prędkości dopplerowskiej anemometry laserowe dopplerowskie wykorzystują wiązkę światła z lasera, która jest podzielona na dwie wiązki, z których jedna rozchodzi się z anemometru. Cząstki (lub celowo wprowadzony materiał zarodkowy) przepływający wraz z cząsteczkami powietrza w pobliżu wyjścia wiązki odbijają lub rozpraszają światło z powrotem do detektora, gdzie jest ono mierzone w stosunku do pierwotnej wiązki laserowej. Kiedy cząstki są w dużym ruchu, wytwarzają przesunięcie Dopplera do pomiaru prędkości wiatru w świetle lasera, które jest wykorzystywane do obliczania prędkości cząstek, a tym samym powietrza wokół anemometru. Są jednak rzadko używane ze względu na wysoką cenę.

Anemometry ultradźwiękowe

Anemometry ultradźwiękowe, opracowane po raz pierwszy w latach 50., wykorzystują ultradźwiękowe fale dźwiękowe do pomiaru prędkości wiatru. Mierzą prędkość wiatru na podstawie czasu przelotu impulsów dźwiękowych między parami przetworników. Pomiary z par przetworników można łączyć w celu uzyskania pomiaru prędkości w przepływie 1-, 2- lub 3-wymiarowym. Rozdzielczość przestrzenną określa długość drogi między przetwornikami, która zwykle wynosi od 10 do 20 cm. Anemometry ultradźwiękowe mogą wykonywać pomiary z bardzo dokładną rozdzielczością czasową, 20 Hz lub lepszą, co czyni je dobrze przystosowanymi do pomiarów turbulencji.

Brak ruchomych części sprawia, że ​​nadają się one do długotrwałego użytkowania w odsłoniętych automatycznych stacjach pogodowych i bojach meteorologicznych, gdzie na dokładność i niezawodność tradycyjnych anemometrów kubkowych i wiatraczkowych niekorzystnie wpływa słone powietrze lub kurz. Ich główną wadą jest zakłócenie przepływu powietrza przez konstrukcję podtrzymującą przetworniki, co wymaga korekty opartej na pomiarach w tunelu aerodynamicznym w celu zminimalizowania tego efektu. W powszechnym obiegu jest międzynarodowa norma dotycząca tego procesu, ISO 16622 Meteorologia — Anemometry/czujniki ultradźwiękowe — Metody badania akceptacji dla pomiarów średniego wiatru. Kolejną wadą jest mniejsza dokładność z powodu opadów, gdzie krople deszczu mogą zmieniać prędkość dźwięku.

Anemometr ultradźwiękowy firmy Vaisala na maszcie 10 metrowych z iglicą odgromową ponad czujnikiem

wiatromierz soniczny na maszcie 10 m
Anemometr ultradźwiękowy na maszcie 10 m

Główna zaletą anemometrów ultradźwiękowych jest brak ruchomych zawodnych elementów oraz pomiar trzech składowych wektora wiatru. Przyrządy tego typu pozwalają na pomiary przy wysokiej częstotliwości co umożliwia wyznaczenie współczynników opisujących turbulencje oraz
strumienie ciepła oraz pędu. Jakość wyników pomiaru zależy od właściwego ustawienia
przestrzennego przyrządu. Niewielkie błędy w pionowej orientacji mogą zasadniczo
wpłynąć na dokładność pomiaru składowej pionowej wiatru. Należy podkreślić, że typowe niepewności pomiarowe związane z anemometrami ultradźwiękowymi wynoszą około 1% podczas gdy w przypadku anemometrów rotacyjnych sięgają od 5% do 10%. Anemometry soniczne zdecydowanie lepiej reagują również na porywy wiatru, gdyż nie mają bezwładności. Rotacyjne wiatromierze w wichurach podają często niższe wartości niż soniczne, co wynika z techniki pomiaru. Na łamach naszego portalu Fani Pogody, zawsze informujemy o wichurach i silnym wietrze.

Ponieważ prędkość dźwięku zmienia się wraz z temperaturą i jest praktycznie stabilna wraz ze zmianą ciśnienia, dodatkowo dodaje się termometry, a czasem również higrometry do anemometrów ultradźwiękowych.

Przykład sensorów ultradźwiękowych do pomiaru prędkości i kierunku wiatru z bliska

anemometr ultradźwiękowy
wiatromierz soniczny

Wiatromierze ultradźwiękowe cechują się dużą częstotliwością próbkowania, co pozwala uchwycić najkrótsze porywy wiatru

Anemometry dźwiękowe dwuwymiarowe (prędkości i kierunku wiatru) są wykorzystywane w zastosowaniach takich jak stacje pogodowe, nawigacja statków, lotnictwo, boje pogodowe i turbiny wiatrowe. Monitorowanie turbin wiatrowych zwykle wymaga częstotliwości odświeżania pomiarów prędkości wiatru wynoszącej 3 Hz, łatwo osiągalnej za pomocą anemometrów dźwiękowych. Trójwymiarowe anemometry dźwiękowe są szeroko stosowane do pomiaru emisji gazów i strumieni ekosystemów przy użyciu metody kowariancji wirów w połączeniu z szybko reagującymi analizatorami gazów w podczerwieni lub analizatorami laserowymi.

Przykład dwuwymiarowego, amatorskiego anemometru ultradźwiękowego

wiatromierz soniczny, amatorski
Wiatromierz ultradźwiękowy

Dwuwymiarowe czujniki wiatru są dwojakiego rodzaju:

Dwie ścieżki ultradźwiękowe: Te czujniki mają cztery ramiona. Wadą tego typu czujnika jest to, że gdy wiatr wieje w kierunku ścieżki ultradźwiękowej, ramiona zakłócają przepływ powietrza, zmniejszając dokładność uzyskanego pomiaru. Trzy ścieżki ultradźwiękowe: Te czujniki mają trzy ramiona. Zapewniają redundancję pomiaru na jednej ścieżce, co poprawia dokładność czujnika i zmniejsza turbulencje aerodynamiczne.

Profesjonalna stacja meteorologiczna, która posiada ultradźwiękowy pomiar wiatru

anemometr ultradżwiękowy
Stacja meteo z radarem meteo i wiatromierzem sonicznym (anemometrem)

Anemometry rezonansu akustycznego są nowszą odmianą anemometru dźwiękowego. Technologia została wynaleziona przez Savvasa Kapartisa i opatentowana w 1999 roku. Podczas gdy konwencjonalne anemometry dźwiękowe opierają się na pomiarze czasu przelotu, czujniki rezonansu akustycznego wykorzystują rezonansowe fale akustyczne (ultradźwiękowe) w małej specjalnie skonstruowanej wnęce w celu przeprowadzenia ich pomiaru.

Przykład profesjonalnego wiatromierza ultradźwiękowego firmy Gill ulokowanego przy drodze na maszcie automatycznej stacji drogowej w Polsce

anemometr soniczny
Anemometr ultradźwiękowy na szczycie automatycznej stacji drogowej

Amatorski wiatromierz ultradźwiękowy na maszcie budynku

wiatromierz soniczny
Amatorski wiatromierz ultradźwiękowy (anemometr)

Zasada rezonansu akustycznego


We wnęce wbudowana jest tablica przetworników ultradźwiękowych, które służą do tworzenia oddzielnych wzorów fal stojących o częstotliwościach ultradźwiękowych. Gdy wiatr przechodzi przez wnękę, następuje zmiana właściwości fali (przesunięcie fazowe). Mierząc wielkość przesunięcia fazowego w odbieranych sygnałach przez każdy przetwornik, a następnie matematycznie przetwarzając dane, czujnik jest w stanie zapewnić dokładny pomiar prędkości i kierunku wiatru w poziomie.

Wiatromierz ultradźwiękowy firmy Gill na automatycznej drogowej stacji meteorologicznej

wiatromierz soniczny
Anemometr ultradźwiękowy

Ponieważ technologia rezonansu akustycznego umożliwia pomiar w małej wnęce, czujniki mają zwykle mniejsze rozmiary niż inne czujniki ultradźwiękowe. Niewielkie rozmiary anemometrów z rezonansem akustycznym sprawiają, że są one wytrzymałe fizycznie i łatwe do do używania ogrzewania, a tym samym odporne na oblodzenie. Ta kombinacja cech oznacza, że ​​osiągają wysoki poziom dostępności danych i są dobrze przystosowane do sterowania turbinami wiatrowymi oraz do innych zastosowań, które wymagają małych, solidnych czujników. Jednym z problemów związanych z tym typem czujnika jest dokładność pomiaru w porównaniu ze skalibrowanym czujnikiem mechanicznym. W wielu zastosowaniach końcowych tę słabość rekompensuje długa żywotność czujnika oraz fakt, że nie wymaga on ponownej kalibracji po zainstalowaniu. Potrafią one mierzyć także laminarną prędkość i kierunek wiatru poniżej 0,2 m/s, czego rotacyjne anemometry nie potrafią, gdyż łopatki nie są w stanie pokonać bezwładności.

Automatyczna stacja meteorologiczna z wiatromierzem ultradźwiękowym

anemometr, wiatromierz ultradźwiękowy
Wiatromierz, anemometr soniczny

Anemometry do ping-ponga


Zwykły anemometr do podstawowych zastosowań zbudowany jest z piłeczki pingpongowej przymocowanej do sznurka. Kiedy wiatr wieje poziomo, naciska i porusza piłkę; ponieważ piłki pingpongowe są bardzo lekkie, poruszają się łatwo przy słabym wietrze. Pomiar kąta między aparatem strunowo-kulowym a pionem daje oszacowanie prędkości wiatru.

Pierwsze projekty anemometrów mierzących ciśnienie podzielono na klasy płytkowe i rurowe.

Anemometry płytowe


To pierwsze nowoczesne anemometry. Składają się z płaskiej płyty zawieszonej od góry tak, że wiatr odchyla płytę. W 1450 r. włoski architekt sztuki Leon Battista Alberti wynalazł pierwszy mechaniczny anemometr; w 1664 został ponownie wynaleziony przez Roberta Hooke’a (często mylnie uważanego za wynalazcę pierwszego anemometru). Późniejsze wersje tej formy składały się z płaskiej płyty, kwadratowej lub okrągłej, która jest utrzymywana prostopadle do wiatru przez wiatrowskaz. Nacisk wiatru na jego twarz równoważy sprężyna. Ściśnięcie sprężyny określa rzeczywistą siłę, jaką wiatr wywiera na płytę, i jest ona odczytywana na odpowiednim mierniku lub na rejestratorze. Przyrządy tego rodzaju nie reagują na słabe wiatry, są niedokładne dla wysokich odczytów wiatru i wolno reagują na zmienne wiatry. Anemometry płytowe były używane do wyzwalania alarmów o silnym wietrze na mostach.

Wiatromierz z XVIII wieku

Anemometr Jamesa Linda z 1775 r. składał się z pionowo zamontowanej szklanej rurki w kształcie litery U zawierającej manometr cieczowy (manometr), z jednym końcem wygiętym w kierunku poziomym w kierunku przepływu wiatru, a drugim końcem pionowym zamkniętym. Chociaż Lind nie był pierwszym, był najbardziej praktycznym i najbardziej znanym anemometrem tego typu. Jeśli wiatr wdmuchnie do wylotu rurki, powoduje to wzrost ciśnienia po jednej stronie manometru. Wiatr nad otwartym końcem pionowej rurki powoduje niewielkie zmiany ciśnienia po drugiej stronie manometru. Wynikająca z tego różnica wysokości w dwóch odnogach U-rurki jest wskaźnikiem prędkości wiatru. Jednak dokładny pomiar wymaga, aby prędkość wiatru była skierowana bezpośrednio na otwarty koniec rury; małe odchylenia od prawdziwego kierunku wiatru powodują duże różnice w odczycie.

Wiatromierz z metalową rurką ciśnieniową

Udany anemometr z metalową rurką ciśnieniową Williama Henry’ego Dinesa z 1892 r. wykorzystywał tę samą różnicę ciśnień między otwartym otworem prostej rurki zwróconej do wiatru a pierścieniem małych otworów w pionowej rurce, która jest zamknięta w górnym końcu. Oba są zamontowane na tej samej wysokości. Różnice ciśnień, od których zależy działanie, są bardzo małe i do ich zarejestrowania wymagane są specjalne środki. Rejestrator składa się z pływaka w szczelnej komorze częściowo wypełnionej wodą. Rurka z rurki prostej jest podłączona do górnej części szczelnej komory. Rurka z rurek jest skierowana na dno wewnątrz pływaka. Ponieważ różnica ciśnień określa pionowe położenie pływaka, jest to miara prędkości wiatru.

Ogromną zaletą anemometru rurkowego jest to, że odsłoniętą część można zamontować na wysokim słupie i przez lata nie wymaga oliwienia ani konserwacji; a część rejestrującą można umieścić w dowolnej dogodnej pozycji. Potrzebne są dwie rurki łączące. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że służyłoby jedno połączenie. Jednak różnice w ciśnieniu, od których te instrumenty zależą, są tak niewielkie, że należy wziąć pod uwagę ciśnienie powietrza w pomieszczeniu, w którym znajduje się część nagrywająca. Tak więc, jeśli instrument zależy wyłącznie od efektu ciśnienia lub ssania, a ciśnienie to lub ssanie jest mierzone w stosunku do ciśnienia powietrza w zwykłym pomieszczeniu, w którym drzwi i okna są starannie zamknięte, a gazeta jest następnie wypalana w kominie. Efekt może być wytwarzany przy wietrze 10 mil/h (16 km/h). Otwarcie okna przy złej pogodzie lub otwarcie drzwi może całkowicie zmienić rejestrację.

Podczas gdy anemometr Dines miał błąd tylko 1% przy 10 mph (16 km/h). Nie reagował zbyt dobrze na słabe wiatry ze względu na słabą reakcję płaskiej łopatki wymaganej do obracania głowy pod wiatr. W 1918 roku problem ten przezwyciężyła aerodynamiczna łopatka o ośmiokrotnym momencie obrotowym płaskim kształcie. Często silny wiatr towarzyszy burzom, dlatego warto śledzić radar opadów i burz online.

Anemometry statyczne z rurką Pitota


Nowoczesne anemometry rurkowe wykorzystują tę samą zasadę, co anemometr Dines, ale mają inną konstrukcję. Implementacja wykorzystuje rurkę Pitota-statyczną, która jest rurką Pitota z dwoma portami. Pitota i statyczną, która jest zwykle używana do pomiaru prędkości samolotu. Port Pitota mierzy ciśnienie dynamiczne otwartego otworu rurki ze spiczastą głową skierowaną w stronę wiatru, a port statyczny mierzy ciśnienie statyczne z małych otworów wzdłuż boku tej rurki. Rurka Pitota jest połączona z ogonem, dzięki czemu głowa rurki jest zawsze skierowana w stronę wiatru. Dodatkowo rura jest podgrzewana, aby zapobiec tworzeniu się lodu na rurze. Istnieją dwie linie od rurki do urządzeń do pomiaru różnicy ciśnień w dwóch liniach. Urządzeniami pomiarowymi mogą być manometry, przetworniki ciśnienia lub analogowe rejestratory wykresów.

Efekt oblodzenia

Na lotniskach niezbędne jest posiadanie dokładnych danych o wietrze w każdych warunkach, w tym w przypadku opadów marznących. Anemometria jest również wymagana do monitorowania i kontrolowania pracy turbin wiatrowych, które w zimnych środowiskach są podatne na oblodzenie. Oblodzenie zmienia aerodynamikę anemometru i może całkowicie zablokować jego działanie. Dlatego anemometry używane w tych zastosowaniach muszą być wewnętrznie ogrzewane. Zarówno anemometry kubkowe, jak i dźwiękowe są obecnie dostępne w wersjach podgrzewanych. W górach ze względu na większą niezawodność częściej są to instrumenty ultradźwiękowe. Jednak także na nizinach coraz powszechniejsze są wiatromierze ultradźwiękowe, które cechują się lepszą trwałością oraz brakiem zużywających się elementów ruchomych, które średnio trzeba wymienić co 2-3 lata. Są też tańsze w eksploatacji. Rotacyjne wiatromierze podlegają szybkiemu zużyciu i są nieodporne na trudne warunki środowiskowe.

Przykład oblodzenia anemometrów rotacyjnych w półroczu chłodnym podczas opadów śniegu i ujemnej temperatury. Dlatego tak ważne jest ogrzewanie wiatromierzy. Najmniejszą niezawodnością w warunkach zimowej pogody cechują się wiatromierze ultradźwiękowe z ogrzewaniem, które cechują się wysoką dostępnością danych w trudnych warunkach pogodowych

oblodzone instrumenty pomiarowe zimą
Oblodzone anemometry rotacyjne na nizinach

Lokalizacja instrumentu

Aby prędkość wiatru była porównywalna w zależności od lokalizacji. Należy wziąć pod uwagę wpływ ukształtowania terenu, zwłaszcza w odniesieniu do wysokości. Inne względy to obecność drzew, a także kaniony naturalne i kaniony sztuczne (budynki miejskie). Standardowa wysokość ulokowania anemometru na otwartym terenie wiejskim wynosi 10 metrów.