12 лучших анемометров

Анемометр – прибор для определения скорости и направления движения потока

АНЕМОМЕТР – это прибор для измерения скорости потоков и направления движения воздуха, газов и жидкостей. Это касается как ограниченных потоков, например движения воздуха в воздуховодах, так и неограниченных потоков, например атмосферного ветра.

Анемометры прежде всего предназначены для метеорологии, ведь изменение таких параметров, как скорость и направление ветра, указывают нам на изменения погодных условий, предупреждают о приближении грозы, шторма, других опасных природных явлений, что очень важно для пилотов, моряков, инженеров, да и для всех нас.

Как правило, это легкие портативные приборы, удобные в использовании даже в сложных полевых условиях.

Принцип работы анемометра заключается в выявлении изменения некоторого физического свойства потока, или в действии этого потока на механическое устройство, помещенное в поток.

При этом анемометр может измерять полную величину скорости, величину скорости в плоскости, или компоненту скорости в определенном направлении.

Кроме того, современные анемометры в зависимости от модели могут измерять направление ветра, объемный расход воздуха, влажность, температуру, давление. Таким образом, анемометры превращаются в портативные метеостанции.

Типы анемометров

В зависимости от способа измерения и типа приемного устройства, анемометры разделяют на ряд типов: [5]:

Вращательные (крыльчатные, чашечные)  Тепловые  Вихревые  Динамометрические (с трубками Пито)  Ультразвуковые (акустические)  Оптические (лазерные допплеровские)

Наиболее распространенными являются вращательные анемометры, отличающиеся типом принимающего устройства (чашка или крыльчатка).

В чашечных анемометрах чувствительным элементом является крестовина с четырьмя металлическими чашками полусферической формы, закрепленными на оси.

Если это устройство попадает в поток, то давление воздуха на внутреннюю поверхность чашки превышает давление на ее внешнюю поверхность, вследствие чего возникает вращение лопасти. Ось лопасти присоединена к измерительному механизму, который подсчитывает количество оборотов за определенный промежуток времени.

Таким образом, чашечные анемометры проводят измерение скорости потока в плоскости, перпендикулярной к оси вращения чашек, мгновенную или усредненную в некотором промежутке времени.

Чашечные анемометры в основном используются в метеорологии для измерений на открытых участках, поскольку характеризуются определенной устойчивостью к турбулентным потокам. Диапазон измерения чашечных анемометров составляет от 1 до 50 м/с.

Крыльчатные анемометры используют для измерения скоростей потоков в трубах, вентиляционных шахтах и каналах, в системах кондиционирования, то есть в случаях, когда имеем дело с постоянным направлением движения потока. Эти анемометры более чувствительны и способны измерять скорости от 0,1 м/с.

Принимающее устройство сделано в виде крыльчатки, которая приводится в движение потоком газа. Крыльчатка прикреплена к трубчатой ​​оси, которая в свою очередь присоединена к механизму подсчета оборотов за определенный промежуток времени.

В простых моделях крыльчатка жестко присоединена к измерительному блоку, в более дорогих – с помощью гибкого соединения для измерений в труднодоступных местах.

Менее распространены, однако очень высокоточные тепловые анемометри. В основном, они используются для измерения скоростей медленных потоков, характеризуются низкой инерционностью, однако требуют постоянного калибровки.

Принцип работы теплового анемометра заключается в измерении температуры пластины или нити накаливания, на которую дует ветер. В зависимости от скорости ветра, необходима различная энергия для того, чтобы поддерживать температуру нити постоянной.

То есть по температуре пластины можно определить скорость ветра.

Измерение скорости потока воздуха можно проводить также путем определения давления воздуха внутри стеклянной Г-образной трубки, закрытой с одного конца. Она называется трубкой Пито, по имени ее изобретателя.

Скорость движения воздуха вычисляется путем сравнения избыточного давления воздуха внутри трубки и снаружи. Применяется для определения относительной скорости и объемного расхода в газоходах и вентиляционных системах.

Это так называемые динамометрические анемометры.

Принцип работы ультразвукового анемометра основывается на измерениискорости звука междупередатчиком и приемником в зависимости от скорости ветра. Это высокоточные современные анемометры, предназначены также для измерений направления ветра.

Различают двухмерные и трехмерные ультразвуковые анемометры. Двухмерный анемометр может измерять скорость и направление только горизонтальных потоков воздуха. Трехмерный анемометр способен проводить измерения трех компонент направления движения потока.

Кроме того, ультразвуковой анемометр может измерять еще и температуру воздуха ультразвуковым методом.

Инженеры Aerospace и физики часто используют лазерные доплеровские анемометры. Этот тип анемометров работает по принципу зависимости частоты света отраженного или рассеянного подвижным объектом (эффект Доплера), от скорости этого объекта.

Это метод бесконтактного измерения скорости потока газообразных, жидких и твердых сред, содержащих светорассеивающие неоднородности, т.е. скорость измеряется без возмущения потока.

Круг задач очень широкий, от измерений медленных направленных движений в капиллярах и живых клетках, до дистанционных измерений турбулентной скорости потоков газа в сверхзвуковых трубах и скорости ветра в атмосфере. Величины скоростей могут иметь значение от мкм/с до км/с.

Лазерные анемометры помогают рассчитать скорость ветра вокруг автомобилей, самолетов и космических аппаратов. Такие исследования дают возможность инженерам сделать транспортные средства более аэродинамическими.

Сравнительные характеристики анемометров

Простейшая модель анемометра TM-740 оснащена шестилопастной крыльчаткой диаметром 30 мм, которая жестко соединена с измерительным блоком. Предназначена для измерения скорости потока воздуха в диапазоне 0,4-25 м/с. (Другие единицы измерения: км/ч, миль/ч, узлы, фут/мин).

Разрешение на уровне 0,1 м/с и погрешность ±2 % позволяет проводить достаточно прецизионные измерения, а набор дополнительных функций, таких как удержание данных, расчет максимального, минимального и усредненного значения, автоматическое отключения, делают процесс использования прибора более комфортным.

Кроме того, есть возможность измерения температуры в диапазоне -20~50 ºC (-4~122 ºF.)

Анемометры ET-935 и TA-1100 можно отнести к среднему классу по параметрам цена-качество. Они оснащены крыльчаткой на гибком шнуре, что открывает более широкие возможности для измерений в труднодоступных местах, таких как вентиляционные шахты, воздуховоды и т.д.

Диапазон измерения скорости потока таких термоанемометров от десятых м/с до 30 м/с, что позволяет работать в различных условиях.

Присутствуют и дополнительные возможности, такие как удержание данных и расчет максимального значения в модели TA-1100, расчет среднего значения в модели ET-935, а также индикация низкого заряда батареи и автовыключение.

Другие единицы измерения км/ч, миль/ч, морские мили/ч, фут/мин. Эти модели термоанемометров оснащены датчиком с диапазоном измерения температуры от -10 до 60ºС (для ET-935 от -20 до 60ºС).

К высококлассным моделям отнесем термоанемометр HD 2303.0 от одного из ведущих производителей контрольно-измерительных приборов DELTA OHM, Италия.

Этот термоанемометр предназначен для измерения скорости воздушного потока, расхода и температуры воздуха внутри трубопроводов и вентиляционных отверстий и шахт.

Целый ряд крыльчаток разного диаметра, которые совместимы с измерительным блоком, обеспечат прецизионный результат в различных условиях и для различных сред. Температура измеряется зондами погружения, проникновения или контакта.

Температурный диапазон эксплуатации термоанемометра от -5 до 50 ºC, корпус имеет степень защиты от влаги и пыли IP-67.

Отдельно следует отметить мультифункциональные анемометры, которые вместе с собственно анемометром, сочетают в себе другие функциональные возможности.

Например, модель ET-965 представляет собой уникальный прибор (5 в 1), специально созданный для комплексного экологического контроля состояния среды в закрытых помещениях.

Позволяет измерять такие параметры как: освещенность (люксметр), температура (термометр), скорость воздуха (анемометр), относительная влажность воздуха (гигрометр), шум (шумомер).

Характеризуется высокой точностью и разрешением для всех измерительных параметров, имеет дополнительные функции расчета максимума/минимума, индикация о низком заряде и превышение измерительного диапазона. Предназначен для применения в учебных заведениях, офисных помещениях, складских помещениях, торговых залах и т.д.

Анемометры AZ-96792 и AZ-8919 (AZ Instrument, Тайвань) также являются мультифункциональными. Они просты и удобны в пользовании, обеспечивают высокоточные результаты измерений, имеют ряд дополнительных возможностей для удобства пользователя, все это в сочетании с умеренной ценой для приборов такого класса.

Модель AZ-96792 оснащена телескопическим зондом с крыльчаткой 18 мм для измерения скорости потока воздуха в труднодоступных местах, работает в ручном и автоматическом режиме, обеспечивает измерение / запись следующих параметров: скорость движения воздуха, объемный расход воздуха, влажность, температура, точка росы и температура мокрого термометра.

Анемометр-анализатор может контролировать уровень углекислого газа в воздухе, для чего дополнительно оборудован высокоточным недисперсионным инфракрасным датчиком (NDIR).

Зонд крыльчатого типа диаметром 10 см и конус для забора воздушного потока позволяют измерять скорость потока в пределах от 0,2 до 30 м/с. Измеряет также объемный расход воздуха, влажность, температуру, точку росы, температуру мокрого термометра.

Имеет функции максимального и минимального значения, неограниченное количество точек для расчета среднего значения, подсветку.

Как определить объемный расход потока воздуха, зная его линейную скорость

В процессе измерения часто возникает потребность рассчитать объемный расход воздуха, зная его линейную скорость. Сделать это на самом деле очень просто. Для этого необходимо лишь измерить поперечное сечение отверстия, через которое протекает поток (воздуха, любого другого газа или жидкости). Далее воспользуемся формулой:

Q = V * Sгде Q – объемный расход в м3/с,V –скорость потока в сечении в м/с (измеряем с помощью анемометра),S – площадь поперечного сечения отверстия в м2 (измеряем рулеткой).

Как выбрать анемометр

Для оптимального выбора измерительного прибора, прежде всего определитесь, в каком диапазоне скоростей Вам необходимо работать, проанализируйте технические требования к точности и разрешению. Это является определяющим при выборе типа анемометра (тепловой, крыльчатый, оптический и т.д.)

Подбирайте размер крыльчатки в зависимости от того, где именно Вам нужно проводить измерения. Например, для измерений непосредственно на вентиляционных решетках подойдут анемометры с большим диаметром крыльчатки (6-10 см).

В таком случае размеры лопастей соразмерны с диаметром вентиляционных каналов. Тогда как для измерений непосредственно в вентиляционном канале лучше использовать крыльчатки с меньшим диаметром (1,5-2,5 см).

Для измерений потоков газов высокой температуры нужно использовать термостойкие крыльчатки.

Обратите внимание на способ визуализации полученных результатов и форму их подачи. Современные анемометры как правило оснащены для этого ЖК экраном.

Измерение скорости потока для удобства может проводиться в различных единицах (миль/ч, км/ч, футы/мин, м/с, узлы и т.д.).

Более дорогие модели имеют возможности подключения к ПК с целью обработки результатов, построения графиков и последующего анализа.

Проанализируйте необходимость присутствия дополнительных возможностей и функций.

Например, гигро- и термоанемометры включают возможности термоанемометра и датчика влажности и обеспечивают пользователя полной метеорологической информацией.

Возможности расчета максимального, минимального и усредненного значений упрощают статистический анализ, автоматическое отключение экономит заряд батареи, подсветка позволяет работать в условиях ограниченной освещенности.

Если Вам все же трудно определиться с моделью, обратитесь за консультацией к специалистам Маркета измерительных приборов SIMVOLT.

Таким образом, анемометры и термоанемометры нашли широкое применение везде, где есть необходимость измерения скорости потоков.

Такие приборы устанавливаются в жилых и производственных помещениях, оборудованных системами вентиляции, отопления и кондиционирования для контроля работы этих систем, в вытяжных шкафах, в научно-исследовательских лабораториях, в горном деле для контроля воздушного режима шахты или карьера, на строительстве, при разработке противопожарных систем, и для других нужд.

Литература:

Гнатюк Елена, к.ф.-м. наук,

научный консультант SIMVOLT

Анемометры. применение различных видов анемометров

Измерение скорости ветра и воздушных потоков – задача прибора, который называется анемометр. Это название происходит от двух греческих слов: «анемос» – ветер и «метрео» – измерение. Первый анемометр был изобретен в 1667 году английским естествоиспытателем и ученым-энциклопедистом Робертом Гуком.

В зависимости от конструкции, анемометры разделяют на несколько типов.

Самым простым принципом действия обладают чашечные анемометры. Чувствительным элементом в этом типе приборов является вертушка с четырьмя или двумя полыми полушариями (чашечками).

При возникновении ветра давление на внутреннюю поверхность чашечек оказывается больше чем на внешнюю и вследствие этого возникает вращение лопасти. Ось лопасти соединена с измерительным механизмом.

Для определения средней скорости ветра подсчитывается количество оборотов лопасти за произвольный промежуток времени. Мгновенную скорость ветра вычисляет электрический индукционный тахометр, связанный с осью прибора.

Чашечные анемометры применяются в основном для измерения скорости воздушных потоков на открытых местностях (штормовые порывы ветра на море, метеорологические измерения и т. п.) и служат для измерения достаточно больших скоростей ветра (от 1 м/с).

Другой тип анемометра – крыльчатый анемометр – применяется для определения скорости воздуха в трубах, вентиляционных каналах и системах кондиционирования. В крыльчатых анемометрах лопасть заключена в кольцо, которое защищает ее от повреждений.

Лопасть может быть жестко соединена с измерительной частью (в более дешевых вариантах), или иметь контакт с прибором посредством гибкого провода. Это позволяет измерять скорость воздуха в труднодоступных местах. Крыльчатые анемометры более чувствительны, чем чашечные.

Они способны измерять скорость ветра, начиная от 0,1 м/с.

К менее распространенным типам анемометров относятся ультразвуковой анемометр (принцип работы основан на измерении скорости звука между передатчиком и приемником, которая зависит от скорости ветра), тепловой или термоанемометр (измерение перепада температур на измерительной и «вспомогательной» стенках термопары), дифференциальный манометр (преобразование давления воздуха в скорость воздушного потока).

Современные цифровые анемометры оснащены жидкокристаллическим экраном, на который выводится результат.

Скорость ветра для удобства может отображаться в различных единицах измерения (мили/ч, км/ч, футы/мин, м/с, узлы), или по шкале Бофорта – двенадцатибальной шкале, использующейся для приближенной оценки скорости ветра (0 соответствует безветрию, а 12 – урагану).

Некоторые анемометры имеют такую дополнительную функцию как измерение температуры воздушного потока. Более дорогие приборы можно подключать к компьютеру для отображения графиков скорости ветра в режиме реального времени.

При таком разнообразии анемометров иногда бывает сложно определиться с выбором конкретного прибора.

К примеру, для измерения скорости потока непосредственно на вентиляционной решетке лучше всего подойдет крыльчатый анемометр с большим диаметром лопасти (6-10 см). В таком случае размеры лопасти будут сопоставимы с диаметром вентиляционного канала, и потребуется минимальное количество измерений для определения точного результата.

Измерение скорости воздушных потоков в самом воздуховоде можно провести крыльчатым анемометров с малым диаметром крыльчатки (1,6-2,5 см) или тепловым анемометром. Такие приборы используют для измерения небольших скоростей ветра (< 2 м/с).

В этом случае точность измерения будет ниже и потребуется провести больше замеров. Если температура воздушных потоков превышает 80 °С, необходимо использовать крыльчатый анемометр с термостойкими крыльчатками.

С помощью крыльчатых анемометров можно проводить измерения и в засоренных вентиляционных каналах.

Крыльчатые анемометры оказываются очень полезными при измерениях воздушных потоков в офисных помещениях. Большая скорость ветра (> 1 м/с) приводит к появлению сквозняков, что может негативно отразиться на здоровье работников.

Для шахт и рудников применяются специальные рудничные анемометры, которые способны работать во взрывоопасной воздушной среде при высокой запыленности. Они могут переносить повышенную влажность (вплоть до 100%) и значительные перепады температур.

В зависимости от Ваших потребностей Вы всегда можете подобрать для себя наиболее подходящий анемометр, который позволит с легкостью проводить измерения скорости ветра в необходимых для Вас местах.

Виды приборов

Принцип работы заключается в измерении характера воздействия воздушных масс на специальные чашки, закрепленные на вертикальной оси. Когда происходит дуновение ветра, чашки вращаются вокруг оси.

Измеритель фиксирует количество оборотов вокруг оси по времени и определяет скорость ветра. Данные передаются на шкалу скорости ветра, иногда используется электронный измеритель.

Принцип его работы заключается в измерении характера воздействия ветра на миниатюрное колесо (крыльчатку), закрепленное на вертикальной оси и огражденное металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. При движении ветра происходит вращение крыльчатки, которое через систему зубчатых колес передается на измеритель. Данный прибор также имеет две разновидности измерителя: ручной и электронный.

Основан на изменении числа Нуссельта, то есть увеличения теплопотерь нагретого тела пропорционально увеличению скорости движения воздушных масс.

Данное явление можно наблюдать в жизни — при равной температуре воздуха в ветреную погоду становится холоднее, чем в спокойную.

Данный прибор представляет собой нагретую до температуры, превышающей температуру среды, металлическую проволоку.

В зависимости от текущей скорости, его плотности и влажности ветра проволока выделяет определенное количество энергии, позволяющее поддерживать ту или иную температуру проволоки. Измеритель фиксирует теплопотери и выводит параметры движения ветра на экран. Впрочем, у прибора существует 2 недостатка:

1. Низкая прочность теплового элемента, так как он представлен очень тонкой проволокой.
2. Погрешность показаний со временем увеличивается из-за загрязнения и окисления проволоки.

Принцип действия заключается в характере изменения скорости звука при движении относительно ветра. Так можно измерять не только текущую силу движения ветра, но и направление его движения.

Так как скорость звука зависит еще и от температуры воздуха, то данный анемометр снабжен еще и термометром, по показаниям которого вносятся правки в конечные результаты параметров движения воздушных масс, выдаваемые анемометром.

Изготовление анемометра своими руками

Приложив немного старания и желания, можно смастерить самодельный анемометр в домашних условиях.

Для изготовления устройства понадобится старый видеомагнитофон, вернее, его часть называемая блоком вращения головок.

Из него надо удалить все лишнее, оставив каркас из металла вращающейся головки с осью, часть с блоком подшипников и шайбу крепящую двигатель. Устройство будет измерять среднюю и сильную скорость ветра.

Проделываем следующее:

1. Сверлим сверлом по металлу в боку вращающейся части три дыры Ø 4 мм для крепежа чашек, ориентируясь на 3 дыры головки, крепящей внутренние узлы;
2. Вставляем в дыры болты М4 размером 10 мм. Чтобы обеспечить хороший контакт с лопастями из подручного материала (камера велосипеда) вырезаем шайбы, чтобы чашки не вращались;Берем части видеоголовки, просверливаем в них отверстия и подготавливаем резиновые шайбы

Как устроен термоанемометрический расходомер воздуха?

Термоанемометрический расходомер воздуха может использовать два типа сенсоров. Принцип работы у обоих типов одинаковый, однако они различаются по своей конструкции.

Принцип измерения расхода вещества основан на использовании двух сенсоров термосопротивления, расположенных в трубопроводе один за другим. На один из них подаётся напряжение, позволяющее нагреть сенсор. Поток воздуха, проходящий через трубопровод, забирает тепло от первого сенсора, понижая его температуру. Второй термодатчик необходим для компенсации остывания, либо для расчёта мощности, затрачиваемой на его подогрев.

По разнице температуры между показаниями двух сенсорами или по вычисленной мощности, необходимой для нагрева и рассчитывается количество вещества, проходящего через трубопровод за единицу времени.

Стоит отметить, что метод компенсации не играет существенной роли в использовании прибора и не влияет на его эксплуатационные качества.

В рамках промышленных применений чаще всего такие сенсоры имеют вид двух тонких гильз диаметром в несколько миллиметров, погружаемых непосредственно в поток вещества. Ввиду их хрупкости на рабочей части устройства часто можно увидеть специальную металлическую скобу, защищающую датчики термоанемометрического расходомера воздуха.

Данная мера позволяет избежать деформации гильз при не слишком аккуратном монтаже изделия. Поскольку гильзы исполнены из нержавеющей стали, они не боятся влаги, однако данный тип приборов калибруется с поправочным коэффициентом, зависящим от плотности газа.

Второй вариант реализации сенсора некоторым образом похож на датчики скорости потока для обычных вентиляций. Он представляет собой пластину из текстолита (материала, характерного для печатных плат), на которой размещены две дорожки терморезисторов. Часто такие сенсоры также заключаются в защитную скобу.

Принцип измерения и методы компенсации остаются всё теми же, но это накладывает некоторые ограничения на работу сенсоров. В данном случае нельзя защитить дорожки терморезисторов специальным покрытием, как это делается на обычных печатных платах для сопротивления коррозии и механическим воздействиям.

Такой эффект истирания характерен, например, для шахт метрополитена, где подобные типы датчиков измеряют скорость потока воздуха. Также сенсор часто может корродировать ввиду неправильных условий хранения.

Стоит сказать, что такой принцип измерений применяется не только в термально-массовых расходомерах. Его могут использовать датчики скорости потока, скорости и направления ветра и т.д.

Настройка и калибровка.

Термоанемометрический датчик потока воздуха требует калибровки. Для этого датчик нужно подключить к компьютеру через переходник USB-UART и смотреть показания датчика в любой терминальной программе. Настройки порта: 9600, 8-N-1 (по умолчанию).

Первичная калибровка производится в закрытом помещении или боксе без движения воздуха.

Для начала нужно определить разницу в показаниях двух термодатчиков без нагрева. У автора она составляла примерно 0,05 – 0,1 градуса. Эта разница на работу датчика не влияет, однако позволяет убедиться, что термодатчики работают правильно.

Затем нужно определить разницу показаний при включенном нагреве в установившемся режиме. У автора разница достигала 3.25 градуса при установившейся температуре около 75 градусов (В первоначальной версии стоял резистор на 1500 ом, и датчики нагревались до 90 градусов, а сам резистор и того больше.

Чтобы нивелировать эту разницу можно немного подогнуть резистор к одному из термодатчиков, либо один из термодатчиков подогнуть к резистору.

В процессе нагрева и остывания разница также может плавать. Лучше снять несколько кривых, усреднить их и ввести поправку программно в модуле обработки. Программа самого датчика в текущей версии пока не предусматривает таких корректировок.

При движении воздуха “пятно тепла” смещается к одному из датчиков, и даже при слабом потоке разница температур может достигать 6-8 градусов, а при значительном потоке – и более.

Пороги дельты температур для индикации светодиодами заданы такие:

• При разнице больше 4 градусов – мигает зеленый светодиод – есть поток воздуха в вытяжке.
• При разнице от -3 до 4 градусов – горят красный  и зеленый светодиоды – потока нет.
• При разнице меньше -3 градусов – мигает красный светодиод – есть обратная тяга.

При обратной тяге также выводится высокий логический уровень на 4 вывод разъема J1 для возможности дальнейшего подключения какого-либо исполнительного устройства или сигнализатора.

Автором предполагается автоматически включать вентилятор при отсутствии тяги в вентиляции. Однако при этом задувает и сам датчик потока. Поэтому автоматика периодически должна выключать вентилятор, выжидать определенное время на нагрев резистора и определять наличие тяги без вентилятора. Решение о включении вентилятора автоматика принимает на основе данных, полученных с термоанемометра.

Правила измерения скоростей воздуха анемометрами

Измерения анемометрами производятся в проемах внешних ограждений зданий, в приточных и вытяжных отверстиях, в открытых концах воздуховодов и т п.

Анемометры должны быть укреплены на рейках, чтобы не заслонять площадь живого сечения проема, в котором производятся замеры Пуск и выключение счетного механизма должны осуществляться с помощью шнура.

Ось колеса чашечного анемометра должна быть перпендикулярна направлению потока, а ось колеса крыльчатого анемометра должна совпадать с направлением потока.

В каждом проеме замер производится 2 раза. Разница между замерами не должна превышть ±5%, в противном случае производит дополнительный замер.

В открытых отверстиях и проемах размером до 1—2 м2 скорость воздуха замеряется при медленном равномерном передвижении анемометра по всему сечению отверстия или проема.

При больших размерах сечение разбивается на несколько равных площадей и замеры производятся в центре каждой из них. При этом за истинную скорость принимается среднее арифметическое значение замеренных скоростей.

В отверстиях, закрытых решетками, замеры производятся крыльчатым анемометром, снабженным насадкой, который в процессе замера плотно примыкает к решетке. Насадок обычно изготовляется из листовой стали или винипласта.

Замеренная скорость должна быть скорректирована поправочным коэффициентом, величина которого обычно находится в пределах 0,7—1.

Для приближенного определения значения этого коэффициента изготовляется насадок, сечение которого соответствует габаритам решетки, а длина (относ от решетки) составляет не менее двух длин большей ее стороны.

Искомый коэффициент равен отношению расхода воздуха, определенного по скорости, замеренной в насадке, сделанном по габариту решетки, к расходу воздуха, определенному по скорости, измеренной непосредственно у решетки.

Приборы для измерения скоростей воздуха: анемометры

Анемометр ручной крыльчатый АСО-3 типа Д предназначен для измерения скорости воздуха от 0,2 до 6 м/сек.

Перед замером записывается начальное показание счетчика анемометра, затем анемометр с выключенным механизмом вводится в воздушный поток и через 5—10 сек. счетчик включается одновременно с секундомером. Через 1—2 мин. или через 50—100 сек. (для удобства в последующих подсчетах) счетчик выключается и записывается конечное его показание.

Разность конечною и начального отсчетов делится на число секунд замера, а результат по тарировочному графику, которым должен быть снабжен каждый анемометр, переводится в скорость (в м/сек).

Анемометр чашечный предназначен для измерения скоростей от 1 до 20 м/сек.

Определение скорости воздушного потока производится так же, как и при работе с крыльчатым анемометром.

Анемометр крыльчатый с часовым механизмом (фирмы «Розенмюллер» ГДР — рис 17) состоит из колеса с алюминиевыми лопастями, укрепленного на стальной оси, вращающейся в цапфовых подшипниках.

Счетный и часовой механизмы расположены в центре анемометра Циферблат имеет две шкалы большую, разбитую на 100 делений, и малую, разбитую на 10 делений Деление малой шкалы соответствует 100 делениям большой шкалы.

Управление анемометром производится двумя рычагами Рычаг 3 отводится влево и отпускается. При возвращении рычага в исходное положение включается часовой механизм спустя 30 сек автоматически включается счетный механизм. За эти 30 сек колесо анемометра получает полный разгон.

Счетный механизм работает в течение 60 сек, после чего автоматически выключается и на циферблате непосредственно отсчитывается путь, пройденный воздушным потоком за 1 мин в м.

Стрелки счетного механизма приводятся к нулю (к начальному положению) нажатием на кнопку рычага.

Завод часового механизма производится вращением головки ключа.

Истинное значение скорости воздушного потока в м/сек определяется по паспорту, прилагаемому к каждому приборуАнемометр чашечный с часовым механизмом (фирмы «Розенмюллер», ГДР) снабжен тремя полусферическими чашечками, укрепленными на оси, вращающейся в цапфовых подшипниках Он снабжен счетным и часовым механизмами. Циферблат  счетного механизма имеет такие же шкалы, как у крыльчатого анемометра с часовым механизмом.

Красная стрелка на циферблате вращается при работе счетного механизма и останавливается при его выключении. Перед замером прибор вносится в поток воздуха, и спустя некоторое время рычаг отводится до упора вниз и отпускается.

При возвращении рычага в исходное положение включаются счетный и часовой механизмы.

Спустя 100 сек с момента включения прибора счетный механизм автоматически останавливается, и с циферблата снимается показание анемометра, выраженное в м/сек Стрелки приводятся к нулю нажатием на кнопку.

Расходомеры vp instruments

Серия FlowScope, разработанная компанией VP Instruments, делится на три линейки оборудования, для каждой из которых предел скорости вещества составляет 150 м/с.

Линейка In-Line имеет три прибора под диаметры трубопровода 0.5, 1 и 2 дюйма. Для установки изделий в трубопровод с другим диаметром, наша компания предлагает расходомер вместе с комплектом трубопроводов-переходников с нужным заказчику присоединением.

Линейка Probe представляет собой погружные приборы. Имеются два изделия с длиной зонда 400 и 600 мм. Поскольку зонды монтируются с таким расчётом, чтобы сенсор находился посередине трубы, их можно использовать на диаметрах до 700 и 1000 мм соответственно.

Линейка M даёт возможность свободно менять зонд, отделяя его от блока электроники. Здесь используется протокол связи ModBus TCP, что позволяет подключить изделие к локальной сети предприятия. Оснащённый Web-сервером, прибор может транслировать данные о текущем состоянии, параметрах измерений и текущем расходе.

При всём вышеперечисленном расходомеры от VP Instruments довольно чувствительны к внешним условиям и имеют рабочую температуру от 0 до 50-60 °C. В случае установки на улице прибору понадобится инструментальный шкаф.

Максимальное давление для линейки M составляет 10 бар.

Приборы серии FlowScope могут поставляться как с дисплеем, так и без него. Последнее эффективно для построения систем автоматики, когда не предполагается, что люди будут напрямую работать с оборудованием.

Термоанемометрические расходомеры воздуха серии Probe и M могут идти в составе набора для пневмоаудита. Такой набор включает в себя кейс, термально-массовый расходомер, блок питания, набор кабелей для подключения к компьютеру, защитная система от срыва расходомера.

Отметим, что при проведении работ по пневмоаудиту с термоанемометрическими расходомерами от VP Instruments не имеет большого значения повышенная влажность или масло в трубопроводе, но если прибор будет установлен длительное время –  придется соблюдать стандарты чистоты воздуха. Подробнее с ними можно ознакомиться, запросив у наших специалистов техническую документацию.

VP Instruments с недавнего времени начали выпускать датчики точки росы, например датчик температуры точки росы VPA.8000. Вы можете найти их в нашем каталоге или обратиться к нашим специалистам по вопросам поставки.

VP VISION представляет собой аналог SCADA-системы, мощный контроллер с продвинутым ПО для подключения различных приборов, служащий для сбора данных и автоматизации учёта сжатого воздуха. Ведь часто подключение сенсоров к системе управления заводом является не лучшим решением.

На данный момент производитель предлагает две версии VP VISION – Basic и Advanced, различающихся количеством аналоговых и цифровых входов.

Термоанемометрический расходомер воздуха. применение

Как средство измерений термоанемометрический расходомер воздуха обычно применяется в промышленности для измерения различных газов и сжатого воздуха.

Данный вид приборов имеет крайне высокую чувствительность и диапазон измерений – от 0.5 м/с до ~ 150 м/с, некоторые производители предлагают от 0.3 м/с и до 200 м/с.

Нижние границы диапазонов говорят о том, что данное устройство способно проводить измерения при практически нулевом потоке, что актуально, т.к. расход вещества на предприятиях не всегда бывает большим.

Термально-массовые расходомеры или датчики скорости потока, использующие идентичную технологию измерений, применяются в системах ОВК т.н. чистых комнат при сборе электроники, где необходимо строжайшее соблюдение показателей качества воздуха, кол-ва пыли, влажности и т.д.

Производители чистых комнат есть и в нашей стране, и они используют подобное оборудование.

Но наиболее традиционное (и часто встречающееся) применение термоанемометрических расходомеров воздуха – это пневмолинии.

Что представляет собой пневмолиния? Область производства (supply side) состоит из компрессора, коих есть большое число разновидностей (ротационные, винтовые, поршневые и т.д.), нагнетающего воздух и выдающего в трубу под давлением, и ресивера.

При сжатии воздух нагревается, также повышается его влажность. Далее по трубопроводу воздух попадает в ресиверы. Их задача – служить в качестве воздухосборников, сглаживая непредвиденные скачки давления и создавая резерв сжатого воздуха.

После ресивера устанавливается осушитель, абсорбционный или рефрижераторный, забирающий лишнюю влагу. На некоторых предприятиях могут ограничиться сепаратором, в зависимости от того, какой воздух нужен конкретному заводу.

Справка. Содержащаяся в воздухе влага при определённой температуре, т.н. точке росы, начинает конденсироваться. При сжатии воздуха точка росы значительно возрастает, что может привести к заполнению трубопровода жидкостью.

На выходе из осушителя воздух охлаждается вплоть до -100 °C для некоторых систем. Такое охлаждение необходимо для полного удаления влаги. Её содержание в воздухе становится настолько низким, что его необходимо охладить до крайне низких температур, чтобы продолжить процесс осушения.

Разные предприятия осушают воздух в разной степени в зависимости от своих нужд. Например, на конвейерных предприятиях сжатый воздух используется для дорогостоящего зарубежного оборудования, работающего на конвейерной линии. Если воздух будет недостаточно осушен, оно быстро выйдет из строя.

Далее сжатый воздух попадает на магистраль, трубу большого сечения, ведущую в область потребления (domain side), где он распределяется между потребителями.

На пневмолиниях термоанемометрические расходомеры воздуха необходимы для контроля утечек на сложной карте путей трубопроводов. Как правило один расходомер обязательно стоит на выходе в магистраль. Для контроля утечек дополнительные приборы устанавливаются на участках потребителей.

Может показаться, что это не так важно, однако даже малая утечка имеет большой вес, ведь сжатый воздух очень дорогой ресурс, во много раз дороже электричества. Именно поэтому крупные предприятия стремятся инвестировать в обустройство своих пневмолиний.

Также они применяются на водоочистных системах при подаче воздуха в танки.

Также предприятия часто объявляют тендеры на проведение аудита пневмосистем. При проверке состояния трубопроводов также используются термоанемометрические расходомеры воздуха.

Для проведения пневмоаудита наша компания предлагает продукцию компании VP Instruments.

Стоит отметить, что VP Instruments могут предложить расходомеры со съёмным зондом, что существенно упрощает вопрос ремонта повреждённых зондов.

К тому же устройства данной компании измеряют одновременно несколько показателей – расход, давление и температуру. В будущем компания VP Instruments планирует включить в комплект для пневмоаудита новые функции, такие как измерение точки росы.

Типы монтажа

Первый тип – погружной термоанемометрический расходомер воздуха.

Такой прибор погружается в трубопровод через т.н. приварной ниппель (который иногда именуют бобышкой). Как правило зонды таких расходомеров оснащаются гайкой с наружной резьбой. Поскольку бобышка имеет внутреннюю резьбу, зонд можно просто вкрутить в неё, что весьма удобно.

Ещё один вариант той же конструкции – установка в приварной ниппель шарового крана, уже в который вкручивается зонд. Для чего это делается? Поскольку в пневмосети всё время имеется избыточное давление (стандартно от 5 до 10 бар), такой метод монтажа позволяет безопасно отправить прибор на обслуживание.

Второй тип монтажа – установка резьбового соединения. В данном случае на трубопровод наносится внешняя резьба, на соединение с расходомером – внутренняя. Тип, подразумевающий расходомер как часть трубопровода, характерен для небольших диаметров труб в диапазоне от 8 до 80 мм.

Ещё одним вариантом подобного монтажа является фланцевое соединение.

Просто удалить прибор в данном случае не получится. Если необходимо снять термоанемометрический расходомер воздуха, вместо него придётся установить имитатор, т.е. трубу, которая закроет участок, отведённый под прибор. Для упрощения демонтажа на трубопроводах иногда делают байпасную линию, ответвляя участок трубопровода и формируя дополнительную линию специально под измерения.

При небольших диаметрах фланцевые и резьбовые термально-массовые расходомеры окажутся более бюджетным решением, однако погружные более универсальны. Большая длина зонда позволит монтировать их на разные трубы в пределах предприятия, что может быть полезно для некоторых задач.