In diesem Beitrag finden Sie detaillierte Informationen zum Bau eines selbstgebauten Anemometers, zum Messen der Windgeschwindigkeit ohne Anemometer, zum Verständnis der Maßeinheiten von Anemometern und mehr. Hier werden wir verschiedene Aspekte der Windgeschwindigkeitsmessung diskutieren, einschließlich der Funktionsweise und Kalibrierung verschiedener Arten von Anemometern.
Wie baut man ein selbstgemachtes Anemometer?
Die Herstellung eines selbstgebauten Anemometers ist ein unterhaltsames und lehrreiches Projekt. Hier ist eine einfache Methode mit Haushaltsmaterialien:
Benötigte Materialien:
- 5 kleine Pappbecher
- 2 Trinkhalme
- 1 Bleistift mit Radiergummi
- Eine Reißzwecke
- Klebeband oder Kleber
- Schere
Schritte:
- Bereiten Sie die Tassen vor: Schneiden Sie die Oberkanten von vier Tassen ab, um eine kleine Kerbe zu erzeugen. Lassen Sie die fünfte Tasse intakt.
- Befestigen Sie die Strohhalme: Kreuzen Sie die beiden Trinkhalme in der Mitte und kleben Sie sie fest zusammen, sodass eine X-Form entsteht.
- Befestigen Sie die Becher: Kleben oder kleben Sie die vier eingekerbten Becher an die Enden der Strohhalme. Stellen Sie sicher, dass die Becher alle in die gleiche Richtung zeigen (z. B. alle offenen Enden im Uhrzeigersinn).
- Bereiten Sie die Basis vor: Nehmen Sie den Bleistift und schieben Sie das Radiergummiende durch den Boden der intakten Tasse. Der Bleistift fungiert als Mittelachse.
- Anemometer zusammenbauen: Stecken Sie die Stecknadel durch die Mitte der gekreuzten Strohhalme und in den Radiergummi des Bleistifts. Die Strohhalme sollten sich frei um den Stift drehen können.
- Testen Sie Ihr Anemometer: Halten Sie den Bleistift senkrecht an einen windigen Ort oder blasen Sie Luft auf die Becher. Je schneller der Wind, desto schneller drehen sich die Tassen.
Dieses einfache selbstgebaute Anemometer kann Ihnen einen grundlegenden Hinweis auf die Windgeschwindigkeit geben, indem es die Drehungen über einen festgelegten Zeitraum zählt.
Wie misst man die Windgeschwindigkeit ohne Anemometer?
Wenn Sie kein Anemometer haben, können Sie die Windgeschwindigkeit trotzdem mit mehreren Methoden schätzen:
- Beaufort-Skala: Dies ist eine visuelle und erfahrungsbasierte Methode. Wenn beispielsweise Blätter rascheln und kleine Äste schwanken, kann die Windgeschwindigkeit etwa 4–7 Meilen pro Stunde betragen. Die Beaufort-Skala reicht von ruhigen Winden bis hin zu Winden mit Hurrikanstärke, mit Beschreibungen, die dabei helfen, die Geschwindigkeit auf der Grundlage beobachtbarer Effekte abzuschätzen.
- Flag-Methode: Beobachten Sie, wie sich eine Flagge im Wind verhält. Wenn es leicht flattert, kann die Windgeschwindigkeit etwa 5–10 Meilen pro Stunde betragen. Wenn die Flagge vollständig ausgefahren ist und kräftig flattert, kann die Windgeschwindigkeit 15–25 Meilen pro Stunde betragen.
- Mit Ton: Hören Sie auf den Wind. Eine leichte Brise erzeugt ein sanftes Geräusch durch die Bäume, während stärkere Winde ein lauteres Rascheln und Pfeifen verursachen.
- Entfernungs- und Zeitmethode: Werfen Sie einen leichten Gegenstand wie ein Blatt oder ein kleines Papier in die Luft. Messen Sie die zurückgelegte Strecke und die dafür benötigte Zeit. Sie können die ungefähre Windgeschwindigkeit berechnen, indem Sie die zurückgelegte Strecke durch die benötigte Zeit dividieren.
Was ist die Messung eines Anemometers?
Ein Anemometer misst die Windgeschwindigkeit, typischerweise ausgedrückt in folgenden Einheiten:
- Meter pro Sekunde (m/s): Die gebräuchlichste SI-Einheit für Windgeschwindigkeit.
- Kilometer pro Stunde (km/h): Wird oft in Wetterberichten verwendet.
- Meilen pro Stunde (mph): In Ländern üblich, die das imperiale System verwenden.
- Knoten (Seemeilen pro Stunde): Wird häufig im maritimen und luftfahrttechnischen Kontext verwendet.
Einige fortschrittliche Anemometer messen auch Windrichtung, Böen und Luftstromvolumen. In der Meteorologie helfen Windgeschwindigkeitsmessungen mit Anemometern bei der Vorhersage von Wetterbedingungen und bei der Beurteilung der Auswirkungen des Windes auf Bauwerke.
Wie funktioniert ein Hitzdraht-Anemometer?
Ein Hitzdraht-Anemometer misst die Windgeschwindigkeit anhand der Kühlwirkung der über einen beheizten Draht strömenden Luft. So funktioniert es:
- Draht erhitzen: Ein dünner Draht, oft aus Platin oder Wolfram, wird elektrisch auf eine konstante Temperatur erhitzt.
- Luftstrom und Kühlung: Wenn Luft über den Draht strömt, kühlt sie den Draht ab. Je schneller der Luftstrom, desto größer der Kühleffekt.
- Messung von Stromänderungen: Das Anemometer hält den Draht auf einer konstanten Temperatur, indem es den elektrischen Strom anpasst. Die Stromänderung, die erforderlich ist, um den Draht auf einer konstanten Temperatur zu halten, ist proportional zur Windgeschwindigkeit.
- Ausgabe: Das Anemometer wandelt die Stromänderung in einen Windgeschwindigkeitswert um.
Hitzdrahtanemometer sind hochempfindlich und können sehr niedrige Windgeschwindigkeiten mit hoher Präzision messen, wodurch sie für Laborexperimente und industrielle Anwendungen geeignet sind.
Wie kalibriert man ein Anemometer?
Die Kalibrierung eines Anemometers gewährleistet genaue Messungen der Windgeschwindigkeit. So können Sie eines kalibrieren:
- Vergleich mit einem Standard-Anemometer: Platzieren Sie Ihr Anemometer neben einem kalibrierten Standard-Anemometer bei gleichen Windbedingungen. Zeichnen Sie die Messwerte beider Geräte auf und passen Sie die Messwerte Ihres Windmessers bei Bedarf an.
- Verwenden Sie einen Windkanal: Wenn verfügbar, verwenden Sie einen Windkanal mit bekannter und kontrollierter Windgeschwindigkeit. Platzieren Sie Ihr Anemometer im Tunnel und vergleichen Sie seine Messwerte mit der bekannten Geschwindigkeit.
- Feldkalibrierung durchführen: Messen Sie in einer Umgebung mit bekannter Windgeschwindigkeit (z. B. basierend auf Wetterberichten) die Windgeschwindigkeit mit Ihrem Anemometer. Passen Sie das Gerät an, wenn die Messwerte gleichmäßig abweichen.
- Mechanisch oder digital anpassen: Je nach Art des Anemometers müssen Sie möglicherweise die mechanische Kalibrierung anpassen (z. B. durch Anpassen der Spannung in den beweglichen Teilen) oder sie mithilfe der integrierten Software digital neu kalibrieren.
- Regelmäßig wiederholen: Die Kalibrierung sollte regelmäßig durchgeführt werden, um eine dauerhafte Genauigkeit sicherzustellen, insbesondere wenn das Anemometer rauen Bedingungen ausgesetzt ist.
Ich hoffe, diese Erklärung hilft Ihnen zu verstehen, wie man Anemometer herstellt, misst und kalibriert und wie man die Windgeschwindigkeit ohne Anemometer abschätzt. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, können Sie die Windgeschwindigkeit in verschiedenen Umgebungen genau messen und sicherstellen, dass Ihr Anemometer zuverlässige Daten liefert.
