Анемометр чашечный: принцип действия, лучшие модели

Анемометр чашечный: принцип действия, лучшие модели Анемометр

Основной принцип действия

Принцип работы чашечного анемометра:

  • Ветер воздействует на ось с 3 или 4 чашками (полусферами), происходит вращение и запускается механизм подсчета числа оборотов.
  • Результат отображается на счетчике, шкале циферблата или дисплее (в зависимости от вида и модификации устройства).
  • Полученное число делят на коэффициент прибора (2 или 3).

При использовании ручного чашечного анемометра следует придерживаться инструкции: засекают длительность времени измерения, а также подсчитывают количество оборотов оси, после чего – на графике отмечают расстояние, пройденное потоками воздуха. Конечный результат – это указанное расстояние делённое на время его измерения.

Что касается индукционного (электронного) – дополнительные подсчеты и графики не нужны, так как инструмент оснащён электронным тахометром и на счетчике, или дисплее, автоматически отображается искомая скорость ветра.

Прибор измеряет мгновенную скорость, а также среднее значение потока воздуха, по перпендикулярной направленности последнего относительно оси вращения. Главное преимущество чашечного устройства – датчик фиксирует скорость без надобности подстраиваться под воздушный поток, так как работает в любом направлении. Большинство индукционных моделей измеряют ещё и температуру воздуха.

Функциональные ограничения:

  • ручной инструмент не рассчитан на порывы ветра ниже 1 м/с;
  • измеряет скорость в диапазоне от 1 до 20 м/с – в ручном чашечном анемометре и до 50 м/с – в электронных моделях;
  • рабочие температуры — от -20°C до 50°C;
  • в большинстве случаев не определяет направление воздушного потока, а исключительно его скорость. Для возможности определения этого фактора в комплект поставки должен входить флюгерный директор.

Анемометры и термоанемометры купить по выгодной цене | гео-ндт

АНЕМОМЕТРЫ. ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ ПОТОКА ВОЗДУХА. ТЕРМОАНЕМОМЕТРЫ.

Анемометр — это механический или цифровой прибор для измерения скорости ветра или потока воздуха.

Название «анемометр» произошло от греческого — «анемос»=ветер.

Впоследствии, термин «анемометр» утвердился как название всех приборов, измеряющих скорость воздушного потока, газов или жидкостей.

Термоанемометр — прибор, совмещающий в себе функции анемометра и термометра.

Широкое применение на сегодняшний день получили анемометры и термоанемометры, таких производителей, как Testo, Kimo, PCE, CEM, MLG, ТКА, Профкип, Стройприбор (ИСП-МГ4) и др.

Термоанемометры обеспечивают измерение объемного расхода, скорости потока воздуха, и температуры.

Приборы измерения скорости потока оснащены специальными зондами (трубки Пито, обогреваемые зонды, зонды-крыльчатки) позволяют измерять скорость воздуха в трех диапазонах скоростей: низком диапазоне от 0 до 5 м/с: обогреваемые зонды, средний диапазон от 5 до 40 м/с: зонды крыльчатки, высокий диапазон 40-100 м/с: трубки Пито.

Такие анемометры, каканемометр testo 405(термоанемометр), например, подходят для измерений объемного расхода и определения температуры в дополнение к измерению скорости воздуха.

Анемометры и термоанемотры бывают следующих типов:

— Крылчатые анемометры (анемометры с крыльчаткой);

— Чашечные анемометры;

— Анемометры с зондом обогреваемая струна;

— Сигнальные анемометры;

— Ультразвуковые анемометры.

Применение анемометров и термоанемометров:

— Специальная оценка условий труда (СОУТ);

— Проверка качества систем вентиляции и кондиционирования;

— Контроль соответствия помещений санитарным нормам;

— Метеорология;

— Различные виды спорта, в которых важно учитывать скорость ветра.

Всего 115 товаров

§

±0,4 °C (-40 … -25,1 °C)

±0,3 °C (-25 … 74,9 °C)

±0,4 °C ( 75 … 99,9 °C)

±0,5 % от изм. знач. (в ост. диапазоне)

Китай, европа или …россия: делаем правильный выбор

Товаров, в том числе, анемометров, на современном рынке измерительного оборудования настолько много, что поиск подходящей модели порой вызывает затруднения не только с точки зрения соответствия спектру поставленных задач, но и со стороны выбора бренда.

Традиционно зоной максимального доверия являются производители из Европы, и во многих случаях всё решает логотип, который как бы говорит потребителю «расслабься, тебе больше не нужно беспокоиться о качестве и долговечности – доверься бренду, который у всех на слуху».

Между тем, в реальности львиная доля продукции «европейского качества» сегодня производится в Китае, а некоторые известные западные марки и вовсе давно сменили своих владельцев и качество производимых ими товаров заметно ухудшилось, в то время как цена остаётся прежней, так как известные логотипы ещё долгое время продолжают «работать» по инерции.

С другой стороны, Китай, как известно, Китаю рознь, и во многих случаях тамошние производственные предприятия выпускают не просто конкурентноспособную, но и более качественную продукцию. Связано это, в том числе, с тем, что «китайский» труд стоит значительно дешевле, налогообложение в стране меньше, а значит, объективно здесь существует гораздо больше возможностей производить достойный товар, получая за него  не менее достойную прибыль.

Вот почему в большинстве случаев и анемометры из Китая ничуть не уступают по своему качеству приборам с «европейской надёжностью», произведённым на китайских же производственных линиях. При этом, стоимость истинно «китайского» продукта для конечного потребителя является максимально комфортной.

В этой связи стоит также обратить внимание на российских производителей анемометров – в частности, на бренд AQUA-LAB. Компания AQUA-LAB предлагает высококачественные фирменные метеостанции, в которых функции измерения скорости воздушных потоков выражены максимально комфортно, а качество моделей действительно приравнивается к самым высоким мировым стандартам. Попробуйте и убедитесь сами.

Про анемометры:  Анемометры в Москве: 199-товаров: бесплатная доставка, скидка-50% [перейти]

Приборы для определения направления и скорости движения воздуха

Флюгер Вильде (рисунок 19). Данный прибор предназначен для использования на метеорологических станциях с целью многолетних постоянных наблюдений в различных регионах за направлениями и скорости ветров. Следует учитывать, что фиксируемые данные на метеорологических станциях, расположенных в различных местностях, должны быть сравнимыми. Это условие предполагает использование только серийно выпускаемых флюгеров, имеющих строго однотипное устройство.

Рис. 19. Флюгер ВильдеУстройство серийного флюгера представлено на рисунке. Как видно из рисунка, направление движения воздушных потоков определяется с помощью флюгарки – пластинки клиновидной формы с противовесом. Направление ветра фиксируется с помощью муфты с жестко закрепленными прутиками (штифтиками) – указателями румбов. При вращении флюгарки доска для определения скорости ветра всегда принимает положение, перпендикулярное направлению ветра, и под давлением последнего отклоняется от отвесного положения на тот или иной угол. По положению отклонения доски, пользуясь отградуированными штифтиками-указателями, определяют скорость ветра. В приборе имеются две доски: легкая (200 г) для измерения скоростей, не превышающих 20 м/с и тяжелая (800 г) для скоростей до 40 м/с. Приближенную скорость ветра можно определить, помножив размер штифтика на 2 (при пользовании легкой доской) или на 4 (при пользовании тяжелой доской). Флюгер для наблюдений устанавливают в открытом месте на столбе высотой 8 – 10 м. штифтик с буквой С (N) должен быть установлен на север по компасу или полуденной линии, то есть по меридиану данного места. На основании многолетних наблюдений выводятся закономерности направлений и скоростей воздушных потоков, составляющие особенности климато-погодных условий в той или иной местности. Эти справочные данные широко используются для различных, частью указанных выше целей, в том числе и в гигиенической практике, в частности, когда имеет место необходимость гигиенического контроля за планировкой и застройкой населенных мест.

Анемометры. В санитарно-гигиенической практике наиболее широко используются портативные анемометры – чашечный анемометр

икрыльчатый анемометр(рисунок 20). Воспринимающая часть чашечного анемометра представляет собой вертушку из 4 полых полушарий (чашечек), закрепленную на металлической оси, нижний конец которой связан со счетным механизмом (тахометром).

Стрелки на циферблате прибора показывают число оборотов полушарий вокруг оси: большая – число единиц и десятков, а две маленькие – число сотен и тысяч. Для включения и выключения счетчика оборотов на коробке прибора имеются рычаг и два кольца. В случае, если имеет место необходимость измерение движения воздуха на какой-либо высоте, прибор можно закрепить на шесте с помощью винта в нижней части.

Эта величина приблизительно соответствует искомой скорости движения воздушного потока. Для получения более точной величины пользуются таблицей или графиком перевода числа оборотов в скорость. Таблица или график прилагаются к прибору.

Чашечный анемометр служит для определения средних скоростей ветра в пределах 1,0 – 2,0 м/с. с помощью данного прибора можно производить не только метеорологические наблюдения в открытой атмосфере, но и определять скорость движения воздушных потоков в вентиляционных системах, в частности, с целью гигиенической оценки эффективности вентиляции в помещениях и устройствах различного назначения.

Крыльчатый анемометр

по принципу работы идентичен предыдущему прибору. Однако в данном приборе имеются некоторые конструктивные особенности, повышающие его чувствительность и нижние пределы определения скорости движения воздушных потоков. Воспринимающей частью в крыльчатом анемометре служит мельничка (крыльчатка) из легких металлических лопастей, посаженных на соединенную со счетчиком оборотов горизонтальную ось.

При работе прибор ориентируется по потоку так, чтобы счетный механизм был позади потока относительно крыльчатки. Для преодоления инерции сопротивления прибора крыльчатке достаточно вращаться в холостую всего 0,5 минуты. Продолжительность наблюдения ограничивается 2 минутами.

Пример определения скорости движения воздуха чашечного анемометра.

На открытой рабочей площадке с целью изучения условий труда рабочих-строителей проведено одно из исследований скорости ветра в ряду намеченных программой многочисленных регулярных наблюдений. Снимаем исходные показания счетчика прибора. При этом стрелка, указывающая тысячи, находилась между цифрами 3 и 4 соответствующего циферблата.

То есть, в данном случае записываем число целых тысяч – 3. Стрелка, показывающая сотни, находилась между цифрами соответствующего циферблата 5 и 6. Записываем за цифрой 3 следующую цифру, обозначающую число целых сотен, — 5. Большая стрелка показывала 76 делений.

Далее в течение 10 минут производилось определение скорости ветра с одновременным включением счетчика прибора и секундомера. Через указанное время счетчик и секундомер были выключены. С помощью указанной выше методики снимаем новые показания прибора, которые составили 6123. время наблюдения в секундах – 10´60 = 600 с. таким образом, за 600 секунд ось прибора сделала 6123 оборота.

Для определения количества оборотов за 1 с делим разность показаний счетчика на 600 : (6123 – 3576) : 600 = 2547 : 600 = 4,245 об./с. Если в исследованиях нет необходимости в чрезвычайной точности исследования, что имеет место в большинстве случаев, то найденную величину принимают за скорость движения воздуха в м/с.

Про анемометры:  Поверка Анемометры | Кто поверит

Кататермометр. Данный прибор представляет собой особый спиртовый термометр со шкалой 35-38°С или 33-40°С. Поначалу кататермометр был сконструирован для измерения охлаждающего влияния температуры воздуха на тело человека. В дальнейшем было показано, что кататермометр не производит потери тепла с поверхности кожи человека, не учитывает влияния теплового излучения, которое оказывает значительное действие на тепловой обмен организма.

В настоящее время применяется практически исключительно для измерения малых скоростей движения воздуха, хотя, пользуясь кататермометром, можно ориентировочно определить, с какими его показаниями при различных условиях производственной деятельности совпадает оптимальное самочувствие людей, и оценить охлаждающую способность метеорологических факторов (температуры и скорости движения воздуха).

Рис. 21. Кататермометры шаровой (а
) и цилиндрический (кататермометр Хилла) (
б
)
В зависимости от конструкции кататермометры бывают цилиндрические (кататермометр Хилла) или шаровые (рисунок 21), представляют собой термометр, в котором верхний конец капиллярной трубки имеет расширение, которое частично заполняется спиртом при нагревании. Принцип того и другого кататермометров заключается в том, что скорость снижения температуры приборов зависит кроме температуры воздуха от скорости его движения. При работе с цилиндрическим кататермометром измеряют время снижения температуры с 38 до 35°С, с шаровым – с 38 до 35°С, 39 до 34°С, 40 до 38°С. причем нетрудно заметить, что средне значение указанных температурных перепадов всегда равно 36,5°С, то есть средней температуре человека. Это позволяло при первоначальном назначении приборов в какой-то степени имитировать охлаждающее воздействие воздуха на организм человека («охлаждающая способность воздуха»). В процессе охлаждения с 1 см2 поверхности резервуара кататермометров теряется постоянное количество тепла. Эта величина (катафактор) является константой (постоянной величиной) прибора и обозначается на каждом кататермометре в виде его постоянного фактора, выраженного в мкал/см2. Порядок работы с кататермометрами.
Перед измерением кататермометр опускают в воду при температуре 65–80°С и держат, пока спирт заполнит не менее половины расширения капилляра. После этого кататермометр тщательно вытирают, вешают на штатив в точке измерения и по секундомеру устанавливают время охлаждения в указанных выше интервалах температур. Очень важно, чтобы кататермометр в период наблюдения находился в неподвижном состоянии, в противном случае будет имитироваться дополнительное движение воздуха. Измерения в одной точке повторяют несколько раз, отбрасывают первый результат, а из последующих выводят среднее значение величины охлаждения (
Н
). Вычисление величины охлаждения по цилиндрическому кататермометру производит по формуле:

где (6)

– искомая величина охлаждения, мкал;

– катафактор, мкал/см2;

– число секунд, в течение которых столбик спирта опустился с 38 до 35°С.

При работе с шаровым кататермометром, если наблюдения проводятся в температурном интервале 38-35°С, вычисление величины Н

производят по той же формуле, что и для цилиндрического кататермометра. При наблюдениях в других интервалах для вычисленияНпользуются формулой:

где (7)

– искомая величина охлаждения, мкал;

– константа, мкал/см2´град.);

1 –Т2 – интервалы температур в °С (40-33 или 39-34);

– число секунд, в течение которых столбик спирта опустился в соответствующих температурных интервалах. с 38 до 35°С.

По величине охлаждения (Н

) и значению температуры воздуха в период исследования скорость движения воздуха вычисляют по формулам:

для скорости движения воздуха < 1 м/с (до 0,6)

(8)

для скорости движения воздуха > 1 м/с (> 0,6)

(9)

В приведенных формулах приняты следующие условные обозначения:

– искомая скорость движения воздуха, м/с;

– величина охлаждения сухого кататермометра, мкал;

– разность между средней температурой тела (36,5°С) и температурой окружающего воздуха, °С;

0,20 и 0,40; 0,13 и 0,47 – эмпирические коэффициенты.

Пример определения скорости движения воздуха с помощью шарового кататермометра.

Исследователем проводилось определение скорости движения воздуха в учебной аудитории №2 кафедры гигиены ГОУ ВПО «ВГМУ Росздрава» с помощью шарового кататермометра при температуре воздуха в период наблюдения 20°С. катафактор (F) прибора – 573 мкал/см2.

Первый результат измерения времени падения температуры прибора с 40 до 33°С, как указывалось выше, был отброшен. Последующие три измерения показали соответственно время 210, 221 и 205 секунд. При расчете среднего времени получается результат: (210 221 205) : 3 = 636 : 3 = 212 с.

Далее, подставляя в формулу для шарового кататермометра соответствующие значения, определяем величину охлаждения H

мкал.

Находим величину , которая будет равна:

Скорость движения воздуха в учебной аудитории < 1 м/с, так как H/Q < 0,6. Подставляем найденные величины в соответствующую, указанную выше формулу, и рассчитываем скорость движения воздуха:

м/с.

Для ускоренных и приближенных расчетов скорости движения воздуха можно пользоваться специальными таблицами (таблицы 10 и 11). Если исследования проводились в условиях, представленных в предыдущем примере, где величина H/Q

была равной 0,38, то на пересечении горизонтальной прямой, соответствующей указанной величине, с колонкой, соответствующей 20°С, находим результат по таблице – 0,239 м/с.

Таблица 10

Самые популярные модели

На рынке сейчас представлено большое разнообразие моделей чашечных анемометров с совершенно разной ценовой политикой как иностранного происхождения, так и отечественного. Также существуют достаточно много сайтов, блогов, видео-уроков и примеров для того, чтобы сделать ручной чашечный анемометр собственными силами.

Но, несмотря на широкий выбор и возможность использовать самодельные приборы, выделяют несколько моделей, которые очень часто встречаются в различных практиках для измерения скоростей воздушных потоков и других дополнительных задач.

Про анемометры:  Анализатор хлора - XPLORER - TE Instruments - трассировки / элементный / AOX

Модели, которые за счёт своих функциональных возможностей и удобств в эксплуатации, завоевали высокую популярность у потребителей:

Чаще всего встречается в агро-сфере и в спорте. Устройство устойчиво к попаданию воды на дисплей. Единицы измерения: м/с, км/ч, фут/мин, узлы и миль/ч. Отображает текущее, минимальное или максимальное значения.

Автоматическое отключение устройства позволяет сохранять заряд батарей. Функция сохранения последних 100 измерений. Степень защиты: IP65. Производство: Германия. Гарантия: 1 год.

  • Анемометр Skywatch METEOS:

Прибор измеряет текущую скорость ветра, максимальное и минимальное значение. Кроме того, присутствуют датчики измерения температур окружающей среды и охлаждения воздушного потока. Единицы измерения — м/с, км/ч, футы/сек, мили/ч, узлы, бофорты.

Измеряет среднее значение за промежуток времени от 3 секунд до суток. Автоматическое отключение дисплея – 5 секунд. Степень зашиты IP67, что допускает кратковременное нахождение под водой на уровне 1 м, и делает его особо популярным в области водного спорта. Также часто используют в промышленности (в шахтах, дымоходах). Производство: Швейцария. Гарантия: 1 год.

Многозадачный инструмент, так как проводит измерение основной характеристики (скорости ветра), температуры воздуха, а также направление потока, что возможно благодаря флюгерному директору, который входит в комплект к данному прибору. Единицы измерения: м/с, км/ч, миль/ч, º C, CFM, CMM.

Есть дополнительная функция расчета объемного расхода воздуха. Дисплей с подсветкой и автоматическим отключением. Предназначен для метеорологических и навигационных измерений; широко используется в промышленности (шахты, вентиляционные каналы, отопления и холодильные установки). Производство: Китай. Гарантия: уточнять при покупке.

Анемометр чашечный – необходимый прибор, который применяется во многих областях. Несмотря на внушительный «возраст» идеи механизма и его принципа, устройство с каждым поколением модифицируется, «наращивая» в своём арсенале дополнительные возможности.

Не трудно предположить, что в будущем инструмент будет также существовать, а вот какие дополнительные возможности будут включены – вопрос остаётся открытым.

Тепловой анемометр

Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.

Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.

Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)

Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.

Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.

Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.

Чашечный анемометр

Наиболее распространённый тип анемометра — это чашечный анемометр. Изобретён доктором Джоном Томасом Ромни Робинсоном, работавшим в Арманской обсерватории, в 1846 году. Состоит из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси.

Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Робинсон предполагал, что для такого анемометра линейная скорость кругового вращения чашек составляет одну треть от скорости ветра, и не зависит от размера чашек и длины спиц. Проделанные в то время эксперименты это подтверждали. Более поздние измерения показали, что это неверно, т. н. «коэффициент анемометра» (величина, обратная отношению линейной скорости к скорости ветра) для простейшей конструкции Робинсона зависит от размеров чашек и длины спиц и лежит в пределах от двух до чуть более трёх.

Трёхчашечный ротор, предложенный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования формы чашек Бревортом и Джойнером в 1935-м году сделали чашечный анемометр линейным в диапазоне до 100 км/ч (27 м/с) с погрешностью около 3 %.

Оригинальное усовершенствование чашечной конструкции, предложенное австралийцем Дереком Вестоном (в 1991 г.), позволяет с помощью того же ротора определять не только скорость, но и направление ветра. Оно заключается в установке на одну из чашек флажка, из-за которого скорость ротора неравномерна в течение одного оборота (половину оборота флажок движется по ветру, половину оборота — против).

Вращение ротора в простейших анемометрах передаётся на механический счётчик числа оборотов. Скорость подсчитывается по числу оборотов за заданное время, например, минуту, таковы ручные анемометры[5].

В более совершенных анемометрах ротор связан с тахогенератором, выходной сигнал которого (напряжение) подаётся на вторичный измерительный прибор (вольтметр), или используются тахометры, основанные на иных принципах.

Помимо метеорологических измерений, чашечные анемометры применяются и на башенных подъёмных кранах, для сигнализации об опасном превышении скорости ветра.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий