เครื่องวัดความเร็วลม (Anemometer) คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอัตราเร็วและทิศทางของลม เป็นเครื่องมือทั่วไปในด้านอุตุนิยมวิทยา อากาศพลศาสตร์ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ที่ข้อมูลความเร็วลมมีความสำคัญ
ในการระบุความเร็วเครื่องวัดลมจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่างของของไหลหรือผลกระทบของของไหลต่ออุปกรณ์ทางกลที่แทรกเข้าไปในการไหลเช่นการตรวจจับการความเร็วรอบการหมุนของใบพัดหรือตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นต้น
เครื่องมือนี้ใช้ในสถานีตรวจอากาศ สนามบิน สถานที่วิจัย และโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อรวบรวมข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับสภาพลม อุณหภูมิ ทิศทาง
ชนิดของเครื่องวัดความเร็วลม
เครื่องวัดอัตราเร็วของลมมีหลายชนิดได้แก่เครื่องวัดแบบลูกถ้วย แบบใบพัด และเครื่องวัดแบบลวดร้อน โดยแต่ละประเภทมีวิธีวัดความเร็วลมของตัวเอง ซึ่งอธิบายเพิ่มเติมดังต่อไปนี้
เครื่องวัดแบบถ้วย (Cup Anemometer)
เครื่องวัดแบบถ้วยเป็นเครื่องวัดชนิดที่มีพื้นฐานง่ายที่สุด มีถ้วยสามหรือสี่ใบที่หมุนไปตามสายลม ยิ่งถ้วยหมุนเร็วเท่าไร ลมก็ยิ่งพัดแรงขึ้นเท่านั้น อุปกรณ์วัดความเร็วลมโดยนับจำนวนครั้งที่ถ้วยหมุน
เรามักจะเห็นเครื่องวัดชนิดนี้ถูกติดตั้งอยู่บนโครงสร้างเช่นอาคารหรือเรือ เครื่องวัดประเภทนี้ไม่จำเป็นต้องชี้ไปยังแหล่งกำเนิดเพื่อรับรู้ความเร็วลม นักอุตุนิยมวิทยา นักวิจัย โรงเรียน และธุรกิจต่างๆ มักนิยมใช้เครื่องวัดลมชนิดนี้
เครื่องวัดแบบใบพัด (Vane Anemometer)
เป็นแบบเครื่องวัดลมแบบใหม่ ซึ่งมีการวัดที่แม่นยำกว่าแบบถ้วย โดยมีใบพัดที่หมุนเหมือนใบพัดของพัดลม แม้ว่าจะแม่นยำมาก แต่การใช้งานจะต้องหันโพรบจะต้องขนานกับลมเพื่อให้ได้ข้อมูลที่แม่นยำ เครื่องวัดจะวัดจำนวนลมที่หมุนรอบในหนึ่งวินาที โดยเครื่องจะคำนวณโดยแปลงความเร็วรอบของการหมุนไปเป็นความเร็วของลม
ด้วยการออกแบบทำให้เครื่องมือนี้สามารถทนต่อสถานการณ์ที่รุนแรงได้ดีกว่าเครื่องวัดชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ยังอาจมีขนาดเล็กพอที่จะใช้เป็นอุปกรณ์พกพาได้ด้วย การออกแบบบางอย่างยังสามารถวัดตัวแปรบรรยากาศอื่นๆ ได้นอกเหนือจากความเร็วลม
เครื่องวัดแบบลวดความร้อน (Hotwire Anemometer)
เครื่องวัดชนิดนี้ใช้ลวดที่ละเอียดมากหรือส่วนประกอบชนิดพิเศษ โดยมีหลักการทำงานโดยการให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิโดยรอบ เมื่อนำไปวัดลมหรืออากาศที่ไหลผ่านมีผลทำลวดนี้เย็นลง ดังนี้เครื่องวัดจำเป็นต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้อุณหภูมิของลวดนั้นคงที่ ดังนั้นความเร็วของลมจึงแปลผันตรงกับการเพิ่มของแรงดันหรือกระแสไฟฟ้านั่นเอง
เครื่องวัดลมกลุ่มนี้จึงเป็นผลมาจากวงจรไฟฟ้าประเภทที่พยายามรักษาตัวแปรเฉพาะ (กระแส แรงดันไฟฟ้า หรืออุณหภูมิ) ให้คงที่ เครื่องวัดชนิดนี้ให้ความแม่นยำสูงมาก เมื่อเทียบกับวิธีการวัดอื่นๆ และด้วยเหตุนี้จึงถูกนำมาใช้เกือบทั่วถึงในการศึกษารายละเอียดของการไหลของอากาศที่มีความผันผวนของความเร็วอย่างรวดเร็ว
การประยุกต์ใช้งาน
เครื่องวัดอัตราเร็วของลมมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมและการใช้งานต่างๆ ต่อไปนี้คือการใช้งานทั่วไปบางประการ:
- การพยากรณ์อากาศ: เป็นเครื่องมือสำคัญในอุตุนิยมวิทยาในการวัดความเร็วและทิศทางลม ข้อมูลนี้จำเป็นสำหรับการพยากรณ์อากาศ ช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาทำนายพายุ พายุเฮอริเคน และปรากฏการณ์บรรยากาศอื่นๆ
- การบิน: ในการบินเครื่องวัดลมมีบทบาทสำคัญในการประเมินสภาพลมเพื่อการบินขึ้น ลงจอด และการบินอย่างปลอดภัย นักบินอาศัยข้อมูลความเร็วลมเพื่อปรับความเร็วของเครื่องบิน กำหนดโครงร่างทางวิ่ง และนำทางผ่านสภาพลมที่แตกต่างกัน
- พลังงานทดแทน: เป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาและการทำงานของระบบพลังงานลม ด้วยการวัดความเร็วลมที่ไซต์ที่มีศักยภาพของกังหัน วิศวกรสามารถประเมินความเป็นไปได้ของโครงการพลังงานลม ปรับตำแหน่งกังหันให้เหมาะสม และประเมินการผลิตพลังงาน
- ปฏิบัติการทางทะเล: ใช้ในการใช้งานทางทะเลเพื่อตรวจสอบสภาพลมสำหรับการนำทาง การเดินเรือ และการขนส่งทางทะเล ข้อมูลความเร็วลมช่วยให้กัปตันเรือและกะลาสีสามารถวางแผนเส้นทาง ปรับการกำหนดค่าใบเรือ และนำทางอย่างปลอดภัยผ่านสภาพลมที่แตกต่างกัน
- การเกษตร: ในภาคเกษตรกรรมใช้ในการติดตามสภาพลมเพื่อการจัดการพืชผล การใช้ยาฆ่าแมลง และการชลประทาน ความรู้เกี่ยวกับความเร็วและทิศทางลมช่วยให้เกษตรกรเพิ่มประสิทธิภาพการเพาะปลูก การฉีดพ่น และการเก็บเกี่ยว
- การใช้งานในอุตสาหกรรม: ถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงระบบ HVAC (การทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ) เพื่อตรวจสอบการไหลของอากาศและการระบายอากาศ ช่วยรักษาคุณภาพอากาศภายในอาคารให้เหมาะสม
- กีฬาและสันทนาการ: ใช้ในการเล่นกีฬาและกิจกรรมสันทนาการ เช่น การแล่นเรือใบ การเล่นว่าว และร่มร่อน เพื่อประเมินสภาพลมและรับรองความปลอดภัย การวัดความเร็วลมช่วยให้ผู้เข้าร่วมมีข้อมูลในการตัดสินใจและปรับกิจกรรมให้เหมาะสม
