试验四气压和风的测定PPT课件

1、阵风法国柯罗第1页/共59页主要内容主要内容一、概述一、概述二、风的测定二、风的测定三、照度的测定三、照度的测定第2页/共59页空气的水平运动称为风。空气的水平运动称为风。风的观测包括风的观测包括风向风向和和风速风速两个方面。两个方面。风向风向是指风的来向，用是指风的来向，用八方位八方位或或十六十六方位法方位法表示。表示。 风速风速是指空气质点在单位时间内移动是指空气质点在单位时间内移动的水平距离。的水平距离。一般以一般以m ms s-1-1作为单位。作为单位。一、概述一、概述第3页/共59页大小：用风速表示，单位时间内空气水平移动的距离。通常用m/s或风力等级表示。 “从1直到9，乘2各级有

2、”可得各级的最大风速（m/s）例如：5级风10m/s第4页/共59页每一长划代表4m/s，长度一般为0.4cm每一短划代表2m/s，长度为长划的一半三角旗代表20m/s,三角旗的高为0.4cm第5页/共59页方向：风的来向。地面风：用8个或16个方位表示。高空风：用度数表示。正北为基准，顺时针方向旋转，依次为东风（90）南风（180）西风（270）北风（360）。10米处的风氢气球高空探测第6页/共59页NESWNESESWNWNNEENEESESSESSWWSWWNWNNW900180270风向十六方位图第7页/共59页风向是指风吹来的方向SE 5级风 10m/sNE 24m/s第8页/共5

3、9页第9页/共59页ZH-801F风向标志，俗称风袋，用于观测风力和风向的标志物，可在白天和夜间使用。风袋安装在可以进行水平360度方向旋转的轴承转动机构上，风袋为耐腐蚀、耐高温的尼龙材料制成。支架为不锈钢管连接成，耐腐蚀。风向标志全高可为1.5-3m或者根据需要定制。风袋尺寸: 直径大于300mm，小端直径为120mm，长大于1300mm。颜色为红白相间或橘红色。 最大设计风速为260kph。第10页/共59页1 1、实验目的和要求、实验目的和要求 通过实验，了解各种测风仪器的一般构造和原理，掌握仪器的正确使用方法，并能独立完成风向、风速的通过实验，了解各种测风仪器的一般构造和原理，掌握仪器

4、的正确使用方法，并能独立完成风向、风速的观测和求算。观测和求算。通过照度的测定，掌握常用测定照度的仪器构造、原通过照度的测定，掌握常用测定照度的仪器构造、原理及使用方法。理及使用方法。(22(22页页) )第11页/共59页2 2、实验仪器、实验仪器三杯轻便风向风速表三杯轻便风向风速表轻便磁感风向风速表轻便磁感风向风速表照度计照度计第12页/共59页3 3、实验内容、实验内容（1 1）利用）利用三杯轻便风向风速表三杯轻便风向风速表测定平均风速和风向测定平均风速和风向（2 2）利用）利用磁感式风向风速表磁感式风向风速表测定瞬时风向和风速测定瞬时风向和风速（3 3）用）用目测法目测法估计风力，目测

5、风向估计风力，目测风向 （4 4）利用）利用照度计照度计测定林内外的照度测定林内外的照度第13页/共59页（1 1）利用三杯轻便风向风速表测）利用三杯轻便风向风速表测风风 手持三杯轻便风向风速表，风速刻度盘朝向观手持三杯轻便风向风速表，风速刻度盘朝向观测者。测者。 将方向盘制动小套管下拉并向右转一角度，松将方向盘制动小套管下拉并向右转一角度，松开风向表方向盘，注视风向指针约开风向表方向盘，注视风向指针约2 2分钟，记录其分钟，记录其摆动范围的中间位置，即为平均风向。摆动范围的中间位置，即为平均风向。 在观测风速时，待风杯转动约半分钟后，按下在观测风速时，待风杯转动约半分钟后，按下风速按钮启动风

6、速表，风速指针停止转动后，读风速按钮启动风速表，风速指针停止转动后，读出风速指针所示数值，即为指示风速。出风速指针所示数值，即为指示风速。 再用指示风速从仪器所附的风速订正曲线上查再用指示风速从仪器所附的风速订正曲线上查出实际风速，精确到出实际风速，精确到0.1 m0.1 ms s-1-1。第14页/共59页（2 2）利用磁感式风向风速表风）利用磁感式风向风速表风 风速测量时应将仪器举到观测者头部上方，以免风速测量时应将仪器举到观测者头部上方，以免观测者的身体或其他障碍阻挡风的流动。观测者的身体或其他障碍阻挡风的流动。 测量时，要使风杯动测量时，要使风杯动10-1310-13秒之后，风速稳定时

7、秒之后，风速稳定时进行读数。进行读数。 在测量小阵风时，可读一次读数；但在测量风速在测量小阵风时，可读一次读数；但在测量风速改变较大的阵风时要多读几次数，然后取其平均。改变较大的阵风时要多读几次数，然后取其平均。 风向观测时，应在风向指针稳定时，读取方位读风向观测时，应在风向指针稳定时，读取方位读数。数。 第15页/共59页（3 3）用目测法估计风力，目测风）用目测法估计风力，目测风向向 目测风向目测风向一般是根据炊烟、旌旗和布条展开的方向以及人体一般是根据炊烟、旌旗和布条展开的方向以及人体的感觉等方法，按的感觉等方法，按八个方位进行估计八个方位进行估计。 目测风力目测风力是根据风对地面或海面

8、物体的影响而引起的各种征是根据风对地面或海面物体的影响而引起的各种征象，按照象，按照风力等级表风力等级表估计风力等级估计风力等级，并记录其相应风速，并记录其相应风速的的中数值中数值。 目测风向风力时，观测者应站在空旷处，多选几个物体，认真目测风向风力时，观测者应站在空旷处，多选几个物体，认真地观测，以尽量减少估计误差。观测时应连续观看两分种，以地观测，以尽量减少估计误差。观测时应连续观看两分种，以平均情况作为记录。平均情况作为记录。第16页/共59页(4) (4) 照度的测定照度的测定 1. 1. 将接收器插头插入仪表输入插口（将接收器插头插入仪表输入插口（INPUTINPUT），接收器置于被

9、测点。），接收器置于被测点。 2. 2. 将电源开关拨向将电源开关拨向“ONON”位置。位置。 3. 3. 打开接收器遮光罩，选择相应的量程开关，则仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。打开接收器遮光罩，选择相应的量程开关，则仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。 4. 4. 为了便于读数，可将读数保持开关拨向为了便于读数，可将读数保持开关拨向“HOLDHOLD”一端，便可使显示屏上的读数保持不一端，便可使显示屏上的读数保持不变，待读数结束后再将该开关拨向变，待读数结束后再将该开关拨向“ONON”一端，即可进行下一次测量。一端，即可进行下一次测量。 5.5.仪器使用完毕，应将电源开关拨向仪器使用完

10、毕，应将电源开关拨向“OFFOFF”位置，以防电池空耗。位置，以防电池空耗。第17页/共59页4 4、实验药品和实验材料、实验药品和实验材料 9 9伏电池伏电池 地面气象记录观测簿地面气象记录观测簿第18页/共59页二、风的测定二、风的测定常用的测风仪器有常用的测风仪器有电接式风向风速计电接式风向风速计和和轻便风向风速轻便风向风速表表前者前者用于台站长期定位观测用于台站长期定位观测后者后者多用于野外流动观测，也可作台站多用于野外流动观测，也可作台站备用仪器备用仪器第19页/共59页（一）（一）ELEL型电接风向风速计型电接风向风速计 由由感应器、指示器、记录器感应器、指示器、记录器组成的有线遥

11、测仪器。组成的有线遥测仪器。感应器感应器安装在室外的塔架上，安装在室外的塔架上，指示器和记录器指示器和记录器置于室内，置于室内， 指示器与感应器指示器与感应器用长电缆相连用长电缆相连 记录器与指示器记录器与指示器之间用短电缆连接之间用短电缆连接 第20页/共59页电接式风向风速计指示器记录器感应器长电缆短电缆第21页/共59页电接风向风速计感应器风向第22页/共59页电接风向风速计记录器电接风向风速计指示器NNENNE南、北自记笔东北、西南自记笔东、西自记笔东南、西北自记笔第23页/共59页风向感应器风向标是各种测风仪器中用以指示风向的最主要的部件。分为头部（维持平衡也称平衡锤）、水平杆与尾翼

12、三部分。整个风向标可绕垂直轴旋转。它的重心正好在转动轴的轴心上。第24页/共59页 第25页/共59页风向标的作用原理风向标的作用原理风向标的箭头永远指向风的来向，风向标的箭头永远指向风的来向，其原理其实非其原理其实非常简单：常简单：箭尾受风面积比箭头大，若箭头及箭尾均受风，箭尾受风面积比箭头大，若箭头及箭尾均受风，箭尾必会被风推后，移到风的下风方，使箭头移箭尾必会被风推后，移到风的下风方，使箭头移往风的来向。往风的来向。第26页/共59页第27页/共59页目前普遍采用的测定风速的仪器为风杯形风速器。它的感应部分是由三个或四个圆锥形或半球形固定在架子上的风杯组成。整个架子连同风杯装在一个可以自

13、由转动的轴上，所有的风杯都顺着一面。在风压的作用下，风杯就顺着圆锥（球形）的凸面方向自由旋转。风压是垂直于风向的平面上,最大风速时所承受到的压强。 第28页/共59页 当风从左方吹来时，风杯（1）与风向平行，风对风杯（1）的压力在垂直于风杯轴方向上的分力近似为零。风杯（2）与（3）同风向成60角相交，对风杯（2）而言，其凹面迎着风，承受的风压最大；风杯（3）其凸面迎风，风的绕流作用使其所受风压比风杯（2）小，由于风杯（2）与风杯（3）在垂直于风杯轴方向上的压力差，而使风杯开始顺时针方向旋转，风速越大，起始的压力差越大，产生的加速度越大，风杯转动越快。 但风杯开始转动后，由于但风杯开始转动后，由

14、于风杯（风杯（2 2）顺着顺着风的方向转动，受风的压力风的方向转动，受风的压力相对减小相对减小，而，而风杯（风杯（3 3）迎着风以同样的速度转动，所迎着风以同样的速度转动，所受风压受风压相对增大相对增大，风压差不断减小，经过，风压差不断减小，经过一段时间后（风速不变时），一段时间后（风速不变时），作用在三个作用在三个风杯上的分压差为零时，风杯就变作匀速风杯上的分压差为零时，风杯就变作匀速转动。这样根据风杯的转速（每秒钟转的转动。这样根据风杯的转速（每秒钟转的圈数）就可以确定风速的大小。圈数）就可以确定风速的大小。第29页/共59页ELEL型电接风向风速计的观测型电接风向风速计的观测 打开指示器

15、风向、风速开关，打开指示器风向、风速开关，观测两分钟风速指针摆动的平均位置观测两分钟风速指针摆动的平均位置，读取整数记录。，读取整数记录。风速小时，把风速开关拨在风速小时，把风速开关拨在“2020”档上，读档上，读0-20m/s0-20m/s标尺刻度；风速大时应把风速开标尺刻度；风速大时应把风速开关拨在关拨在“4040”档上，读档上，读0-40m/s0-40m/s标尺刻度。标尺刻度。 观测风向指示灯，观测风向指示灯，读两分钟的最多风向读两分钟的最多风向，用十六方位缩写字母记录。，用十六方位缩写字母记录。静风时，风速记静风时，风速记0.00.0，风向记，风向记C C第30页/共59页 1 1、构

16、造和原理、构造和原理 三杯轻便风向风速表多用于小气候观测和野外考察，是三杯轻便风向风速表多用于小气候观测和野外考察，是测量风测量风向向和和一分钟内平均风速一分钟内平均风速的仪器。的仪器。 三杯轻便风向风速表由三杯轻便风向风速表由风向部分风向部分（风向标、方向盘、制动小套管）、（风向标、方向盘、制动小套管）、风速风速部分部分（十字护架、风杯、风速表主机体）和（十字护架、风杯、风速表主机体）和手柄手柄三部分组成。三部分组成。启动风速为启动风速为0.8m/s0.8m/s。（二）三杯轻便风向风速表（二）三杯轻便风向风速表第31页/共59页第32页/共59页观测原理观测原理 当按下轻便风向风速表的当按下

17、轻便风向风速表的风速按钮风速按钮，启动风速表后，启动风速表后，风杯风杯随风转动，带动风速随风转动，带动风速表主机体内的齿轮组，表主机体内的齿轮组，风速指针风速指针开始转动，同时时间控制系统也开始工作，一开始转动，同时时间控制系统也开始工作，一分钟后自动停止计时，分钟后自动停止计时，风速指针风速指针也停止转动。也停止转动。 指示风向的方位盘为一指示风向的方位盘为一磁罗盘磁罗盘，当当制动小套管制动小套管松开后，罗盘按地磁子午线方向松开后，罗盘按地磁子午线方向稳定下来，稳定下来，风向标风向标随风摆动，随风摆动，风向指针风向指针指示出当时风向。指示出当时风向。第33页/共59页2 2、观测和记录、观测

18、和记录 将轻便风向风速表安置在上风方向，可安装在测杆上或由观测者手持，仪器保将轻便风向风速表安置在上风方向，可安装在测杆上或由观测者手持，仪器保持垂直，风杯保持水平，持垂直，风杯保持水平，风速刻度盘朝向观测者。风速刻度盘朝向观测者。 将将方向盘制动小套管方向盘制动小套管下拉并向右转一角度，松开风向表方向盘，待方向盘按地下拉并向右转一角度，松开风向表方向盘，待方向盘按地磁子午线方向稳定下来后，磁子午线方向稳定下来后，注视风向指针约注视风向指针约2 2分钟，分钟，记录其摆动范围的中间位置，记录其摆动范围的中间位置，即为平均风向。即为平均风向。第34页/共59页 在观测风速时，在观测风速时，待风杯转

19、动约半分钟后，按下风速按钮启动风速表，待风杯转动约半分钟后，按下风速按钮启动风速表，时间指时间指针开始转动，待针开始转动，待1 1分钟后分钟后时间指针回到零位，风速指针停止转动后，时间指针回到零位，风速指针停止转动后，读出风速读出风速指针所示数值，即为指示风速。指针所示数值，即为指示风速。 再用指示风速从仪器所附的风速订正曲线上查出实际风速，精确到再用指示风速从仪器所附的风速订正曲线上查出实际风速，精确到0.1 m0.1 ms s- -1 1。第35页/共59页指示风速实际风速10231 2 3m/sm/s若测定风速为2.0m/s则实际风速为1.9m/s第36页/共59页（三）轻便磁感风向风速

20、表（三）轻便磁感风向风速表测量瞬时风向测量瞬时风向和瞬时风速的和瞬时风速的仪器。仪器。启动风速为启动风速为1.7m/s1.7m/s。第37页/共59页观测方法观测方法风速测量时应将仪器举到观测者头部上风速测量时应将仪器举到观测者头部上方，以免观测者的身体或其他障碍阻挡方，以免观测者的身体或其他障碍阻挡风的流动。风的流动。 测量时，要使风杯动测量时，要使风杯动10-1310-13秒之后，风速秒之后，风速稳定时进行读数。稳定时进行读数。在测量小阵风时，可读一次读数；但在在测量小阵风时，可读一次读数；但在测量风速改变较大的阵风时要多读几次测量风速改变较大的阵风时要多读几次数，然后取其平均。数，然后取

21、其平均。 风向观测时，应在风向指针稳定时，读风向观测时，应在风向指针稳定时，读取方位读数。取方位读数。 第38页/共59页（四）目测风向风力（四）目测风向风力 当没有测定风向风速的仪器，或虽有仪器当没有测定风向风速的仪器，或虽有仪器但因故障而不能使用时，可目测风向风力。但因故障而不能使用时，可目测风向风力。目测风向目测风向一般是根据炊烟、旌旗和布条展一般是根据炊烟、旌旗和布条展开的方向以及人体的感觉等方法，按开的方向以及人体的感觉等方法，按八个八个方位进行估计方位进行估计。目测风力目测风力是根据风对地面或海面物体的影是根据风对地面或海面物体的影响而引起的各种征象，按照响而引起的各种征象，按照风

22、力等级表风力等级表估计风力等级估计风力等级，并记录其相应风速的中数并记录其相应风速的中数值值。第39页/共59页第40页/共59页注意事项注意事项目测风向风力时，观测者应站在空旷处，多选几目测风向风力时，观测者应站在空旷处，多选几个物体，认真地观测，以尽量减少估计误差。观个物体，认真地观测，以尽量减少估计误差。观测时应连续观看两分种，以平均情况作为记录。测时应连续观看两分种，以平均情况作为记录。第41页/共59页 零级无风炊烟上；一级软风烟稍斜；零级无风炊烟上；一级软风烟稍斜； 二级轻风树叶响；三级微风树枝晃；二级轻风树叶响；三级微风树枝晃；四级和风灰尘起；五级清风水起波；四级和风灰尘起；五级

23、清风水起波；六级强风大树摇；七级疾风步难行；六级强风大树摇；七级疾风步难行；八级大风树枝折；九级烈风烟囱毁；八级大风树枝折；九级烈风烟囱毁； 十级狂风树根拔；十一级暴风陆罕见；十级狂风树根拔；十一级暴风陆罕见；十二级飓风浪滔天。十二级飓风浪滔天。第42页/共59页经验测风速经验测风速 当你感觉脸上有风，树叶有微响，旗子开始飘动时，当你感觉脸上有风，树叶有微响，旗子开始飘动时，风力为风力为2 2级级。当地面的灰尘和纸张被吹起，树枝摇动不止，衣服当地面的灰尘和纸张被吹起，树枝摇动不止，衣服被吹得紧贴身体时，被吹得紧贴身体时，风力为风力为4 4级级。当你感到撑伞困难，大树枝摇动，湖水波纹明显时，当你

24、感到撑伞困难，大树枝摇动，湖水波纹明显时，风力为风力为6 6级级。当你迎风步行感觉不便，看到整棵树晃动，大树枝当你迎风步行感觉不便，看到整棵树晃动，大树枝弯下腰来时，弯下腰来时，风力为风力为7 7级级； 当你迎风前行，感觉阻力很大，看到小树枝被折毁当你迎风前行，感觉阻力很大，看到小树枝被折毁时，时，风力为风力为8 8级级； 当当风力为风力为9 9级级时，屋瓦被掀起，大树枝被折断；时，屋瓦被掀起，大树枝被折断； 风力为风力为1111级级时，大树可被吹倒，一般建筑物遭受严时，大树可被吹倒，一般建筑物遭受严重破坏；重破坏； 当风力到达当风力到达1212级级时，地面上和所有东西会受到严重时，地面上和所

25、有东西会受到严重摧毁，此时海浪滔天。摧毁，此时海浪滔天。 第43页/共59页 三、照度的测定三、照度的测定 第44页/共59页1 1、照度计的观测原理、照度计的观测原理 照度计是测量可见光的光照强度（简称照度）的仪器，照度计有照度计是测量可见光的光照强度（简称照度）的仪器，照度计有指针式指针式和和数字式数字式两种，均由两种，均由感光元件感光元件和和电流表电流表两部分组成。电流表直接显示出光照强度读数，两部分组成。电流表直接显示出光照强度读数，单单位为勒克斯（位为勒克斯（lxlx或或LuxLux）。）。光照度：光照度：单位时间、单位面积上接单位时间、单位面积上接受的光能。受的光能。第45页/共5

26、9页 照度计根据照度计根据光电效应光电效应的原理制成。仪器由的原理制成。仪器由测光探头测光探头和和读数单元读数单元两部分组成，两部两部分组成，两部分通过电缆用插头和插座连结。分通过电缆用插头和插座连结。感光元件为光敏半导体（光电池），通常采用硅感光元件为光敏半导体（光电池），通常采用硅（或硒）光电池。（或硒）光电池。 当光线投射到光电池上时，光电池将当光线投射到光电池上时，光电池将光能光能转化为转化为电能电能，反映在，反映在电流表电流表上，电流强上，电流强度与光照强度成正比。度与光照强度成正比。 测量时，测量时，感应面朝向可选择感应面朝向可选择向上向上或与太阳直射光线垂直。或与太阳直射光线垂直

27、。第46页/共59页2 2、ZDS-10ZDS-10型照度计型照度计 ZDS-10ZDS-10型照度计型照度计由于采用了高性能的集成运算放大器，故在使用中不需调由于采用了高性能的集成运算放大器，故在使用中不需调零，大大提高了测量精度。零，大大提高了测量精度。设有读数保持功能开关设有读数保持功能开关，当测试环境照度多变，当测试环境照度多变时，若将读数保持开关拨向时，若将读数保持开关拨向“HOLDHOLD”一端，便可将该瞬时的照度值保持下来。一端，便可将该瞬时的照度值保持下来。第47页/共59页图 ZDS-10型照度计1.液晶显示 2.档位 3.控制开关 4.输入插口 5.接收器插头 6.连接线

28、7.受光器第48页/共59页观测前的准备工作观测前的准备工作 观测前观测前5min5min首先首先记录日光状况记录日光状况，即云遮蔽日光，即云遮蔽日光的程度，可用下列符号记录：的程度，可用下列符号记录： 2 2 太阳面上未见云迹；太阳面上未见云迹； 日光可透过薄云，地物影子明显；日光可透过薄云，地物影子明显； 日光微弱地透过较厚的云层，地日光微弱地透过较厚的云层，地物影子模糊不清；物影子模糊不清； 日光被厚云遮住，不见太阳轮廓。日光被厚云遮住，不见太阳轮廓。第49页/共59页3 3、使用方法、使用方法 将接收器插头插入仪表输入插口（将接收器插头插入仪表输入插口（INPUTINPUT），），接收

29、器置于被测点。接收器置于被测点。 将电源开关拨向将电源开关拨向“ONON”位置。位置。 打开接收器遮光罩，选择相应的量程开关，则打开接收器遮光罩，选择相应的量程开关，则仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。仪表显示屏就显示出被测点的照度读数。 若测量场合的照度多变时，为了便于读数，可若测量场合的照度多变时，为了便于读数，可将读数保持开关拨向将读数保持开关拨向“HOLDHOLD”一端，便可使显示一端，便可使显示屏上的读数保持不变，待读数结束后再将该开关屏上的读数保持不变，待读数结束后再将该开关拨向拨向“ONON”一端，即可进行下一次测量。一端，即可进行下一次测量。第50页/共59页 当仪器工作时，

30、如液晶显示屏当仪器工作时，如液晶显示屏左上方出现左上方出现“LOBATLOBAT”符号时，说符号时，说明机内供电电池电压已不足，应明机内供电电池电压已不足，应更更换新电池。更更换新电池。 仪器使用完毕，应将电源开关仪器使用完毕，应将电源开关拨向拨向“OFFOFF”位置，以防电池空耗。位置，以防电池空耗。第51页/共59页3 3、CZ-7CZ-7型照度计型照度计第52页/共59页图 CZ-7型照度计1.受光器 2.液晶显示 3.保持键 4.倍率键 5.量程开关 6.输入插口 7.调零旋钮 8.输出插口 9.电源键 10.倍率拨块 11.连接线 12.遮光罩第53页/共59页使用方法使用方法 1.

31、 1. 使用时，先按下使用时，先按下“电源电源”、（注意、（注意“倍率倍率”键和键和“保持保持”键未被按下），键未被按下），然后盖然后盖上遮光罩，将光度头上连线的插头插入输入插口，上遮光罩，将光度头上连线的插头插入输入插口，量程开关拨在量程开关拨在“200Lx200Lx”档，若显档，若显示不为示不为0.000.00，可调节下端的调零旋钮，调节显示为，可调节下端的调零旋钮，调节显示为00.000.0。除去遮光罩，即可进行测除去遮光罩，即可进行测试。试。第54页/共59页 2. 2. 根据被测照度的高低，选择适当量程，根据被测照度的高低，选择适当量程，测量低照度测量低照度（2000 Lx2000 Lx以下）时，以下）时，光度头上的光度头上的“倍率拨块倍率拨块”拨到拨到手柄下方手柄下方，显示部分的，显示部分的“倍率倍率”按键位置在上位置；按键位置在上位置；测量高照度测量高照度（2000 Lx2000 Lx以上）时，以上）时，光度头上的光度头上的“倍率倍率拨块拨块”拨到手柄上方