List za mlade matematike, fzike, astronome in ra.cunalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 12 (1984/1985) Številka3 Strani 171–175 Jože Rakovec: MERJENJE HITROSTI VETRA, 2. del Klju.cne besede: fzika. Elektronska verzija: http://www.presek.si/12/731-Rakovec.pdf c 1985 Društvo matematikov, fzikov in astronomov Slovenije c2010 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo­ljeno. Ta navor vetra na merilni sistem je potreben za premagovanje trenja v leža­jih (ki ga sicer skušajo cimbolj odpraviti, ni pa povsem zanemarljivo), pa za premagovanje še kakih drugih sil, na primer magnetnih. Mnogo vrtljivih ane­mo metrov ima namrec pod dajalnikom s polkroglami generator elektricne na­ etosti, ki ga dajalnik vrti, in inducirana napetost je potem tista kolicina, ki ) odcitamo na instrumentu. Skala instrumenta pa je narisana kar v metrih na sekundo. Vrednosti lahko tudi kam zapisujemo. Tako dobimo anemograf. Pi­šemo na pisalnik s papirjem ali pa kar na magnetno kaseto . Med opisanimi anemografi je zanimiv tisti, ki ga v sodelovanju s Hidrome­teorološkim zavodom SR Slovenije izdeluje Inštitut Jožef Stefan (slika 3). Ker so pri nas vetrovi po dolinah in kotlinah pogosto zelo šibki, so želeli cim nižji prag instrumenta , to je tisto najnižjo vrednost, pri kateri zacne zaneslji­vo delovati. Zato so notranji navor skušali cimbolj zmanjšati. To so dosegli s posebnimi ležaji ter tako, da ne poganjajo generatorja, temvec štejejo frek­venco obratov dajalnika. Pod dajalnikom je plošca, ki ima po obodu izvrtane luknjice, nad njo je svetlobni vir, pod njo pa fotocelica, ki šteje svetlobne sunke, ko se plošca vrti. Podatke vodijo v integrator, kjer jih usklajujejo s po­datki kvarcne ure, in ta integrator racuna povprecne smeri in hitrosti vetra v nastavljivih casovnih intervalih od ene sekunde do vec ur. Potem jih ali prikazuje na digitalni številcnici ali riše na pisalniku ali pa spravlja na magnet­no kaseto za nadaljnjo uporabo -ali pa vse to skupaj. Vsa ta opravila vodi mikroracunalnik. Principov za merjenje vetra je še vec: upor in dinamicni vzgon uporablja­jo še anemometri na propeler, zastojni tlak pa Pitotova ali Prandtlova cev. Princip ohlajevanja zaradi vetra je osnova za nekatere preproste, pa tudi za zelo fine instrumente. Z njimi lahko merimo tridimenzionalne nepravilnosti v turbulentnem toku zraka ali pa hitrost pretakanja krvi po žilah: merimo elektricni tok, ki je potreben, da tanko žicko ali opno vzdržujemo pri stal­ni temperaturi, medtem ko snovni (zracni) tok mimo nje odnaša toploto proc. Toda vsi ti in podobni instrumenti imajo eno pomembno napako: s tem, da jih postavimo v tok, na ta tok bolj ali manj sami vplivajo in zato s samim mer­jenjem pokvarimo tisto, kar želimo pravzaprav meriti. Pri merjenju vetra je nekaj nacinov, kjer se tej nevšecnosti izognemo. Zvocni, radarski ali laserski anemometri merijo od dalec. Delajo na osnovi sipanja oddane energije nazaj proti izvoru, kjer jo merimo s sprejemnikom. Ce se ta energija siplje na premikajocih se telesih, pride do Dopplerjevega pojava, do spremembe frekvence oddanega valovanja. Ta sprememba je mera za hitrost. Gre pa tudi brez upoštevanja sprememb frekvence. Oglejmo si kako! V naravi je v zraku veliko najrazlicnejših drobnih delcev: prašnih in dim­ nih, kapljic in kristalckov raznih snovi ipd . Nastajajo pri tleh v naravi zaradi vetra, ob gozdnih požarih, ob vulkanskih izbruhih, rastline med cvetenjem od­ dajajo cvetni prah, ob razburkanem morju prskajo v zrak kapljice in tako na­ prej. Zadnje case z industrializacijo tudi clovek s svojimi aktivnostmi bistveno