Анемометр. Характеристика. Виды. | АНЕРОИД.РФ

Анемометр. Характеристика. Виды. | АНЕРОИД.РФ Анемометр

Основные разновидности современных анемометров

Прежде всего, следует сказать, что на рынке анемометров принято выделять стационарные и портативные модели. Первые из них, в силу своей громоздкости, чаще всего применяют в метеорологии, а также на кайт-станциях – профессиональных  базах для занятий кайтсёрфингом.

Чашечный анемометр. Это своего рода классический образец измерителей, «прародитель» всех современных моделей. Конструктивно он представляет собой устройство, в котором вокруг оси вращаются 4 полусферы. Ось соединяется с системой, производящей определение скорости ветра, исходя из числа совершаемых им «оборотов».

Так как чашечный анемометр – это наиболее простая версия прибора, результаты измерений являются весьма приблизительными. Кроме того, недостаток подобной конструкции определяется тем, что замеры могут осуществляться только в одном направлении – параллельном оси прибора.

Крыльчатый анемометр. Данную конструкцию также именуют «анемометр с крыльчаткой», он же «лопастный анемометр» либо «мельничный анемометр». Под «крыльчаткой» понимают вентилятор, закреплённый на оси данного типа оборудования.

Анемометр крыльчатой конструкции обладает крайне малым весом, моментально отзывается на движение ветра и, как следствие, отображает все изменения. Устройства данного типа оснащают зондом, который удобно погружать в воздуховоды. Прибор демонстрирует высокую точность анализа, прочность конструкции и долговечность.

Термоанемометр. Данный прибор, в отличие от предыдущих типов, не наделён вращающимися чувствительными элементами. Вместо этого скорость воздуха вычисляется, исходя из сопротивления и характера охлаждения воздушными потоками накалённой вольфрамовой нити.

Отсюда прибор и получил своё название – термоанемометр.  Данный тип прибора широко распространён в уже упомянутом кайтсерфинге – в особенности, потому, что современные термоанемометры выполняют сразу три измерительные функции – определение скорости, направления и температуры воздушных потоков.

Другие распространённые типы анемометров. Среди других современных разновидностей анемометров можно отметить цифровые приборы нового поколения, наделённые, так же, как и термоанемометр, изобилием дополнительных функций. Так,  например, устройство может замерять давление, высоту, уже упомянутую температуру воздуха и другие параметры, обладать функцией памяти, возможностью рассылки данных и т. п.

Где и как используются анемометры?

В настоящее время с помощью прибора измеряют скорость и направление движения газов и жидкостей. Прибор нашел свое применение в следующих областях жизнедеятельности человека:

  • Служба метеорологии. Метеорологические станции фиксируют комплекс физических явлений в атмосфере, определяющих погоду. Одними из них являются сила и направление ветра у земли и на высоте. На основании анализа показателей составляется прогноз погоды.
  • Наземная служба аэропортов. Используя анемометр, наземные службы аэропортов получают информацию о фактической и ожидаемой погоде на аэродромах и маршрутах полетов воздушных средств (сила и направление ветра, опасные явления).
  • При строительных работах. Используют при проектировании систем вентиляции и кондиционирования в помещениях различного назначения. Приборами оснащают башенные, кабельные и портальные краны для подачи сигнала машинисту, т. к. сильный ветер представляет угрозу для этого вида техники.
  • В сельском хозяйстве. Современный анемометр не только определяет силу и направление ветра. Он также определяет разницу температур, коэффициент резкости погоды, точку росы и влажность воздуха. Это главные показатели, влияющие на работу фермера.
  • В энергетике. На основе наблюдений за «поведением» воздуха определяют место установки, высоту и модель ветряка при альтернативном использовании ветра. После установки, анализируя данные установленных анемометров, определяют эффективность работы ветряка.
  • В горнодобывающей отрасли. На горнодобывающих предприятиях анемометр используют для депрессионных съёмок, мониторинга и определения фактических значений скорости воздушного потока в тоннелях, шахтах и вентиляционных сетях.
  • Спорт. Виды спорта, в которых определяющую роль играет сила и направление ветра: парашютный и парусный спорт, хай-дайвинг, кайтсерфенг, серфинг и др.

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;

  3. Лопастями послужат кружки из пластмассы со срезанными ручками, на месте которых просверлена дыра Ø 4 мм;

  4. Крепим чашки к узлу вращения, с помощью шайбы и гайки. Делаем это аккуратно, чтобы не повредить чашки. Проверяем, чтобы наша конструкция легко вращалась. Итак, узел мы собрали. А в роль датчика будет выполнять велокомпьютер;

  5. Клеим магнит на вращающуюся часть узла. В период крепежа проводим балансировку узла вращения. Она нужна для того, чтобы анемометр не вращал при работе шест, на который он будет позже установлен. Магнит берем из комплектации велокомпьютера;
  6. Сверлим в неподвижной части узла дыру Ø 7 мм, приклеиваем датчик от велокомпьютера, при этом кладем на магнит тонкую картонку и смазываем клеем. С помощью тестера проверяем датчик на срабатывание;
  7. Узлом крепления послужит небольшой кусок уголка, который мы закрепим к неподвижной части с помощью двух длинных болтов;
  8. Подключаем кабель. Удлиняем кабель датчика с помощью компьютерного кабеля. На снимке показан настольный вариант велокомпьютера, он медной проволокой прикручен к системе двигателя видеоголовки.

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.

Про анемометры:  Единица магнитного потока 5 букв первая В

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.

Механические анемометры

Описание первого механического анемометра составил около 1450 года Леон Баттиста Альберти в своём труде «Математические забавы» (лат. Ludi rerum mathematicarum), приложив его чертёж[3].

Его действие основывалось на отклонении ветром висящей доски. Похожий анемометр начертил в «Атлантическом кодексе» (лист 675) Леонардо да Винчи тремя десятилетиями позднее Альберти[4][5]:53.

По каким критериям и техническим характеристикам следует выбирать анемометр?

Грамотный выбор анемометра – непростая и весьма ответственная задача, от решения которой зависит комфорт и безопасность условий труда на производстве, сохранность оборудования, продукции и сырья, качество работы систем климат-контроля и т. д. Компания Аква-Лаб представляет наиболее популярные и качественные модели анемометров, среди которых можно подобрать устройства, оптимально подходящие как для новичков, так и для профессионалов.

Одной из ключевых характеристик анемометров является диапазон измерения скорости движения воздуха. Так, если речь идёт об организации систем кондиционирования, то потребуется прибор, обеспечивающий измерения в промежутке значений 0-10 м/с.

Как уже было сказано, множество современных анемометров определяют и температуру воздуха. Приборы, способные выполнять данную функцию, особенно если речь идёт о минусовых значениях, оптимально подойдут для строительных компаний, работающих с объектами, которые расположены в «жёстких» климатических зонах.

Следующий значимый параметр – точность исследований. Он определяется погрешностью данных. БОльшая погрешность допустима там, где она не играет существенной роли – например, при организации запуска больших воздушных змеев. И наоборот – если модель с высокой погрешностью будет выбрана для мониторинга, к примеру, вентиляционных систем в производственных цехах, спецификой деятельности которых является высокая концентрация токсичных выделений в атмосферу, то жизнь и здоровье работников окажется под угрозой.

Стоит сказать, что для получения высокоточных результатов измерений следует не только выбирать анемометры с соответствующими техническими характеристиками, но и понимать некоторые нюансы их работы. Например, анемометры с крыльчаткой следует для наибольшей эффективности располагать по направлению ветра, с тем, чтобы воздух проходил через приборы полностью.

В противном случае, результаты не будут соответствовать реальности, ведь анемометр примет во внимание лишь тот поток, который заставил его лопасти вращаться. Точность измерений также будет снижена, если крыльчатый анемометр эксплуатируется в помещении с увеличенным содержанием рыли, грязи и других примесей, оседающих на лопастях и затрудняющих их движение.

Особенности питания. Анемометры работают от батарей аккумуляторного или пальчикового типа, поэтому их нетрудно поменять или подзарядить. Однако и здесь существуют нюансы, которые обычно отражены в руководстве по эксплуатации той или иной модели.

Нарушая правила подзарядки аккумуляторных источников питания, вы рискуете получить некорректные показания прибора. Также рекомендовано выключать анемометр сразу же по окончании измерений, с тем, чтобы энергия батареи не расходовалась понапрасну и устройство не отключилось в самый ответственный момент.

Порядок определения анемометром скорости воздушных масс

Перед проведением всех необходимых замеров, необходимо, чтобы начальное значение при «полном штиле» равнялось нулю.

  1. Далее анемометр помещается в воздушный поток. Очень важно установить анемометр правильно. Он должен находится в пространстве, где нет никаких преград для движения воздуха.
  2. Анемометр держится в таком положении примерно минуту или меньше (здесь все зависит от модели и типа аппарата);
  3. Результаты фиксируются.

Лучше всего провести измерения три раза и более. Для получения правильных показателей, профессионалы ведут специальную отчетность, оформленную в виде таблицы, включающей в себя следующие разделы:

  • отчеты по шкалам анемометра (начальный, конечный, разность);
  • продолжительность замера (измеряется в секундах);
  • число делений в одной секунде (для этого необходимо поделить разность второго и первого замера на время, в течение которого они производились);
  • измеренная скорость;
  • средняя скорость;
  • поправочный коэффициент и так далее.

Многие специалисты проводят исследования, используя анемометр не только в положении «перед собой», но и в сечении. Лучше всего сделать по три замера на каждый из данных способов. Только так можно получить достоверный результат.

Некоторые современные приспособления в состояние самостоятельно анализировать все собранные данные и выдают лишь конечный результат. Безусловно, такие аппараты стоят дороже, но они того стоят. Представьте только, сколько замеров необходимо проводить обычным анемометром и сколько времени на это уйдет. А современная модель сама сразу же сделает несколько замеров и это займет всего 1 минуту.

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.
Про анемометры:  👌В 2021 году пользуемся лучшими анемометрами

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.

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

Про анемометры:  Анемометр Россия купить в Красноярске по выгодной цене

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

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.

Чашечные анемометры

В качестве чувствительного органа служат 3 или 4 полусферических чашки, посаженных на ось с помощью соединительных спиц. Поток воздуха действует на чашки с разной силой (выпуклая часть обтекается, а вогнутая оказывает сопротивление), в результате система получает вращательный импульс.

Ручной механический анемометр оснащён несколькими чашками. Циферблат представляет собой счётчик оборотов с тремя шкалами: единицы, сотни и тысячи. Линейная скорость чашек не совпадает со скоростью воздушного потока. Коэффициент анемометра (величина, обратная отношению скоростей потока и чашек) находится в интервале от двух до трёх единиц.

Кроме того, характеристика устройства — нелинейная. В связи с этим для использования прибора требуется градуировочный график и секундомер. Порядок измерения: фиксируют количество оборотов за некоторый временной интервал, по графику находят пройденное воздушным потоком расстояние и делят его на время измерения.

Ручной индукционный анемометр имеет 3 чашки, что увеличивает крутящий элемент устройства и повышает быстроту отклика на изменение скорости ветра. Дополнительных графиков у этого прибора нет, и засекать время тоже не требуется, поскольку измерение производится в реальном масштабе времени.

[xyz-ihs snippet=»seredina»]

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