Способ определения скорости ветра и температуры воздуха и устройство для выполнения способа Советский патент 1954 года по МПК G01P5/00 G01S15/00 

Известные п )а :тикс метелро.иь 1ических .:1юде11ий способы определения скорости ветра и телшератч-ры воздуха при помоп1,и анемометров и термометров имеют тот существенный 1 едостаток, что oiH устанан.лнвают эти () то. для точки а.тмосферы, в ixOTopofi установлены указанные приборы, и не позволяют составить г|редстав/ ен м о срехтней скорост ; ветра и температуре воздуха, характе1М1ых для района определе11по1 1 плонлади.

Описываемы способ дает во: можноств практически мгновенно онредслятв среднюю скорость ветра и температуру воздуха для срав штельно больнюго но нлон1адн района, т. е. получать репрезентативные данные для синоптических исследован;и. позволяющие судитв о макронроцессах, нроисходяп1их в атмосфере, что имеет большое значение, в частности, при ностроемии прогнозов погоды.

Способ и.:еет ту особенность, что, с целью определения средней скорости ветра и средней температуры воздуха на определенной площадн, указанные величины рассчитывают по скорости распространения звуковых BO/IH, возоуждаемых на центральной станции и г 11|Н кмаемых в нескольких радиа.льно удаленных от иее точках.

Для выполне1П1я этого способа на центральной станции г, i;a радп-алыю отдаленных от нее точках -станав..Н1ваются микрофоны, в н,епи которых включаются регнстрируюнАИс приборы, установле1Н ые на центральной станнни.

Фиг. 1---3 вьнкхлнение способа.

Как известно, скорость )oстраиения звука в атмосфере л каком-либо направ.тении в основном завнсит от трех факторов: температуры воздуха, скорости ветр-а и его liaправлення.

Внутри плон|ад;; какого-либо района устанавливают на центральнОй станции лнкрофон /, а в трех други.х разных точках той же илощади - микрофоны 2, 3 и 4. В цепи всех микрофонов включают регистрирующие приборы, уста ювлеиные на центральH0f{i станции. В непосредственной близост) от центральной станции возбуждают звуковые волны, производя, нанри.мер, выстре, , и отмечают

время, необходимое для достижения звуковыми волнами мик)0фонов 2, 3 4. По полученным данным составляют три уравнения, позволяющие определить из их системы скорость и направление ветра и скорость распространения звуковых во;п1 в неподвижном воздухе, а следовательно, и его температуру по известному уравнению Лапласа.

Математическую обработку результатов наблюдений можно сделать с помощью заранее составленных таблиц или графически.

Разделив расстояние от микрофонов 2, 3 и 4 fio станции }ш время прохождения звука от них до станции, получают скорости Cj, Сз, С звука по направлениям 2-1, 3-1 и 4-1, которые наносят на лист бумаги в виде векторов (фнг. 2).

Через концы векторов проводят окружность, радиус которой равен средней скорости звука в неподвижном воздухе и позволяет определить среднюю температуру воздуха, причем вектор, соединяющий микрофон 1 и центр О проведенной окружности, определяет величину и направление средней скорости ветра.

Математическая обработка результатов наблюдений значительно упрощается в том случае, когда скорость звука определяют по четырем направлениям, расположенным по двум взаимно перпендикулярным линиям, например по странам света (фиг. 3).

Если скорости звука по этим направлениям обозначить Cv, Со, С и Сг, то средняя скорость звука в неподвижном воздухе будет:

С, ()-Г(Со .

Скорость ветра 1

V - У (C.V - Q )2 -f (Со - CwY.

Угол между вектором средней скорости ветра и вектором Сл определяется из уравнения

CQС,

tg а -: .

Ьд, - (,,

Микрофоны в этом случае также располагаются в трех точках, например по векторам , Сд и Со, а вектор C.S вычисляется по формуле

с-о С,,

СлПредмет з о б р е т е и и я

1.Способ определения скорости ветра и температуры воздуха, от л ичающийся тем, что, с целью определения средней скорости ветра н средней температуры воздуха на определенной площади, указанные величины определяют по скорости распространения звуковых волн в воздухе, возбуждаемых на центральной станции и принимаемых в нескольких, радиально отдаленных от нее точках.

2.Устройство для выполнения способа по п. 1, отличающееся тем, что как на центральной станции, так и на радиально отдаленных от нее точках установлены микрофоны, в цепи которых включены регистрирующие приборы, установленные на центральной станции.