Анемометр портативный акустический АПА-1/2

Анемометр портативный акустический АПА-1/2 Анемометр

Описание

Принцип действия анемометра основан на излучении и приеме звуковых волн между двумя пьезоэлектрическими преобразователями в волноводе-воздуховоде. Измеряется разность фаз между последовательностями ультразвуковых сигналов, посланных пьезокерамическими кольцами, попеременно излучающими и принимающими импульсы по потоку и против.

Г енератор вырабатывает импульсы высокой частоты, с помощью которых измеряется время прохождения сигнала от излучателя к приемнику при помощи счетчика.

Конструктивно анемометр состоит из трех основных частей: анемометрического канала, корпуса и ручки, выполненных из алюминиевого сплава и покрытых снаружи полимерным покрытием.

Все три части соединены между собой герметично с помощью заливки эпоксидной смолой и резиновой прокладки, что обеспечивает степень защиты корпуса IP54 по ГОСТ 14254-80.

Внутри трубопровода расположены кольца пьезоэлектрических преобразователей, которые становятся то излучателями, то приемниками, измеряя скорости в прямом и обратном направлении.

В корпусе анемометра размещаются печатные платы, на которых смонтирован дисплей, микроконтроллер, кнопки и другие элементы электрической схемы. На задней стороне корпуса имеются 4 отверстия с резьбой для крепления прибора на жесткой поверхности.

В ручке анемометров АПА-1/1 и АПА-1/3 размещается аккумуляторная батарея, в состав которой входят четыре аккумулятора типоразмера ААА 1,2 В, с емкостью 1100 мА-ч, и цепи, обеспечивающие искробезопасность. В нижней части ручки под съемной крышкой имеется гнездо для подключения разъема зарядного устройства, обеспечивающего подзарядку батареи.

В модификации АПА-1/2 через разъем, расположенный на нижней части корпуса, подается питание и из анемометра передается в сеть информация об измерениях.

Модификации анемометра АПА-1 имеют следующие отличительные особенности:

АПА-1/1 — предназначен для ручного контроля вентиляционного режима и беспроводной передачи информации об измерениях, имеет автономное питание;

АПА-1/2 — предназначен для работы в составе автоматизированной системы контроля газовых потоков, отсутствует ручка.

АПА-1/3 — предназначен для эпизодических измерений скорости воздушного потока.

Все модификации предназначены для работы в горных выработках шахт, опасных по газу и пыли и могут применяться в других отраслях.

Анемометры АПА-1 имеют взрывозащищенное исполнение с маркировкой взрывозащиты Ро Exial Х.

АПА-1/1, АПА-1/3

АПА-1/2

Стрелкой показано местоположение клейма ОТК Рис. 1

Анемометр портативный акустический апа-1/3 | каталог

АПА-1/3 сертифицирован по ГОСТ Р федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (сертификат соответствия N POCC RU.ME92/B02583) о взрывозащищенности и рудничном исполнении. Имеется разрешение N РРС 00-045960 Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на применении во взрывозащищенном исполнении. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии выдано свидетельство об утверждении типа средств измерения N RU.C.28.001A анемометру АПА-1/3.

Данный прибор сертифицирован как средство измерения в Республике Казахстан (сертификат N 10401 от 31 марта 2021 г).

Межповерочный интервал – 2 года.
Анемометр АПА-1 получил золотую медаль на выставке «Eureka 2001» в Брюсселе, а также был отмечен дипломом «Золотые инновации России и стран СНГ» и «Живая электроника России -2021».
АПА-1/3 прошел проверку временем по эксплуатации. Кроме классических шахт он эксплуатируется в шахтах Абрау-Дюрсо Краснодарского края.

Область применения

Анемометр акустический АПА-1/3 предназначен для эпизодических измерений скорости воздуха в горных выработках. Может также применяться для аэромеханических измерений в других отраслях промышленности и в сфере по обеспечению безопасных условий работы и охраны труда.
Прибор поставляется в чехле для удобства эксплуатации и имеет зарядное устройство для зарядки аккумуляторов.
В приборе имеется дополнительный режим по выдаче информации о напряжение аккумуляторной батареи и температуре воздушного потока.

Технические характеристики

Наименование параметраЗначение
Интервал измерения мгновенного и усредненного значения скорости воздушного потока с переходом через нулевое значение на противоположное направлениеот 0,05 до 30,0 м/с
Время расчета мгновенного и усредненного значения скорости воздушного потокаот 1 сек до 15 мин
Диапазон индикации наличия движения воздушного потокаот 0,00 до 0,04 м/с
Погрешность измерения скорости воздушного потока в диапазоне скоростей от 0,05 до 30 м/с±(0,05 0,05·[V]) м/с

Анемометр АПА-1/3 имеет рудничное особо взрывозащищенное исполнение (Ро ExiaI Х) и допущен к применению в рудниках и шахтах опасных по газу и пыли (степень защиты от внешней среды IP54) в соответствии с ГОСТ 14254-80, ГОСТ Р 52350.0-2005, ГОСТ 52350.11-2005, за исключением зарядного устройства.

Условия эксплуатации

  • температура окружающей среды от 5 до 40°C;
  • относительная влажность воздуха при температуре воздуха 35°С 98%;
  • запыленность воздуха не более 5,0 г/м3;
  • атмосферное давление 71,6 — 106,7 кПа (537 — 800 мм рт.ст.).

Комплект поставки

  • прибор АПА-1/3 — 1 шт.
  • устройство зарядное ЗУ-1000 — 1 шт.
  • чехол — 1 шт.
  • отвертка специальная (для обеспечения заряда и замены устройства питания и аккумуляторов) — 1 шт.
  • паспорт с руководством по эксплуатации — 1 шт.
  • копия Свидетельства об утверждении типа средств измерения — 1 шт.
  • копия Разрешения на применении в рудниках и шахтах опасных по газу и пыли — 1 шт.

Анемометры, термоанемометры

Анемометры — приборы для измерения скорости движения ветра, либо скорости движения воздуха.

Термоанемометры — это приборы, применяемые для измерения скорости воздушных потоков c функцией дополнительного измерения температуры.

Определение скорости воздушного потока (ветра) играет решающую роль не только при метеорологических наблюдениях, но и в различных отраслях промышленной деятельности, таких как:

  • горнодобыча. Особые условия рудничной атмосферы, присущие для горных выработок типы воздушных потоков, диапазон их скоростей, регламентируемый правилами безопасности при проведении горных работ, и другие факторы делают применение анемометров незаменимыми для безопасного функционирования горнодобывающих предприятий;
  • сельское хозяйство. Диагностика скорости движения ветра является необходимым условием в сельскохозяйственной деятельности, особенно во время опрыскивания культурных растений различными химическими препаратами от болезней и вредителей. Скорость ветра играет решающую роль в точности нанесения препарата;
  • строительство. Анализ работы систем вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при осуществлении контроля соответствия рабочих помещений санитарным нормам и стандартам.
Про анемометры:  Ультразвуковой анемометр на двух HC-SR04 — Блог Режимщика

Скорость воздуха является значимой величиной, характеризующей состояние воздушного потока, которую необходимо планировать и принимать во внимание при выполнении проектно-монтажных работ, а также при испытании, регулировке систем вентиляции и кондиционирования любого уровня сложности в жилых и производственных помещениях.

В настоящее время большое количество производственных и офисных помещений не соответствуют санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим стандартам, из-за отсутствия циркуляции свежего воздуха, а процесс вентиляции происходит посредством устаревших вентсистем.

Проветривание помещений, с помощью открывания окон, создает массу неудобств, начиная от уличного шума, до проникновения пыли и вредных веществ в условиях повышенной загазованности и задымления атмосферной среды в промышленной зоне или в городской черте, что оказывает негативное воздействие на здоровье людей.

Современные системы кондиционирования и приточно-вытяжной вентиляции позволяют очистить воздух от вредных примесей и бактерий, поддерживать комфортную температуру окружающей среды, а также увлажнять и ионизировать воздух. По данным статистики, наличие приточно-вытяжной вентиляции офисных и производственных помещений помогает сократить число респираторных инфекций у сотрудников и увеличить производительность труда.

Область применения анемометров, термоанемометров — жилые и производственные помещения; метеорологические станции; строительство; шахты; системы промышленной вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при аттестации рабочих мест и аэродинамических установок; оценка качества работы авиационных двигателей и др.

Применение анемометров при грузоподъемных работах. Все мостовые перегружатели, портальные, кабельные и башенные краны обязательно должны быть оснащены анемометрами с целью своевременного светозвукового оповещения машиниста автокрана о сильном ветре, который представляет собой опасность для данной техники.

Грузоподъемные операции с использованием автокрана возможны при разрешенных показателях скорости ветра, которые рассчитываются при проектировании оборудования и должны быть включены в руководство по технической эксплуатации. В процессе работы автокрана допустимые параметры скорости ветра напрямую зависят от парусности груза и типа осуществляемых погрузоразгрузочных работ.

При работе оператор грузоподъемной техники должен руководствоваться показаниями анемометра. Если скорость ветра выше, чем нормативные показатели, то работа автокрана останавливается, электропитание отключается, после чего проводятся работы по укреплению крана.

Правильно организованная вентиляция в покрасочной камере играет огромную роль и используется в течение всего технологического процесса окраски, включая сушку окрашенных изделий и предшествующий данной операции — горячий обдув окрашенных поверхностей, который проводится также с применением термовентиляции.

Кроме того, равномерное нанесение лакокрасочных материалов осуществимо только при умеренной скорости перемещения воздушных потоков. Также с помощью вентиляционной системы удаляются ядовито-опасные вещества (красочный туман и пары растворителей), образующиеся во время процесса пневматического распыления краски, они осаждаются на только что окрашенную поверхность, если не принять меры для их удаления, качество покраски будет низким, и, следовательно, недолговечным.

Поэтому для осуществления эффективного отвода красочного тумана и паров растворителей через напольный фильтр в подпольное пространство, необходимо обеспечить первоначальные значения скорости воздушного потока в диапазоне от 0,15 до 0,3 м/c. Термоанемометр произведёт точные измерения скорости воздушного потока в кабине лакокрасочной камеры.

Использование современных анемометров, термоанемометров играет важную роль в разных сферах жизнедеятельности человека, поэтому к выбору моделей такого оборудования необходимо относиться с полной ответственностью.

В данном каталоге представлены следующие типы анемометров:

  • механические анемометры, в которых движение воздуха приводит во вращение чашечное колесо — чашечныеанемометры или крыльчатку (подобие воздушного винта) — крыльчатыеанемометры;
  • тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела (проволока, пленка, терморезистор) от движения воздуха.

Чашечный анемометр — наиболее распространённый тип анемометра, состоящий из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси. Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Крыльчатые анемометры — в данных анемометрах для измерения скорости воздушного потока используется зонд-крыльчатка.

Принцип измерения скорости потока зондом крыльчаткой основывается на преобразовании скорости вращения в электрические сигналы. Поток воздуха заставляет крыльчатку вращаться. Индукционный бесконтактный переключатель «считает» количество оборотов крыльчатки и подает последовательность импульсов, которые преобразуются измерительным прибором и отображаются на дисплее в виде значений скорости потока.

Крыльчатки больших диаметров (D60 мм, D100 мм) подходят для измерений скорости в турбулентых потоках при малых и средних скоростях. Крыльчатки с маленьким диаметром подходят для измерений внутри воздуховодов; в данном случае профиль воздуховода должен быть в 100 раз больше, чем тот профиль крыльчатки, через который проходит поток воздуха.

Ручные крыльчатые анемометры применяются для измерения скорости направленного воздушного потока в трубопроводах и коробах вентиляционных устройств для вычисления расхода вентиляционного воздуха в вентиляционных отверстиях, воздуховодах жилых и производственных зданий.

Тепловые анемометры — термоанемометры. Метод определения скорости основан на измерении температурного сопротивления нагреваемого терморезистора, охлаждаемого воздушным потоком.

Принцип измерения скорости потока обогреваемым зондом основывается на обогреваемом элементе, из которого тепловая энергия извлекается посредством воздействия более холодного потока воздуха. Температура поддерживается на необходимом уровне благодаря регулятору.

Регулируемый поток прямо пропорционален скорости воздуха. При применении обогреваемых зондов скорости для измерений в турбулентых потоках на результат измерений влияют потоки, которые воздействуют на обогреваемый элемент со всех направлений. При измерениях в турбулентых потоках, обогреваемый сенсор скорости показывает более высокие значения измерений, чем крыльчатки.

Чаще всего термоанемометры применяются там, где требуется измерить скорость воздуха и температуру: на метеорологических станциях, в строительстве, на шахтах, в системах промышленной вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при аттестации рабочих мест.

По территории Республик Башкортостан и Татарстан возможна доставка оборудования КИПиА до склада Покупателя. Доставка в другие регионы России осуществляется посредством транспортных и «Грузовозофф», в отдельных случаях-службой доставки «Экспресс-курьер».

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Изготовителя.

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.

Про анемометры:  Магнитный поток буквенное обозначение единица измерения

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
  3. Лопастями послужат кружки из пластмассы со срезанными ручками, на месте которых просверлена дыра Ø 4 мм;
    В качестве лопастей вполне подойдут самые обычные пластиковые кружки
  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;
    Собираем узел зафиксировав кружки с помощью болтов
  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.
    Сверлим отверстия для уголка, дорабатываем его и крепим к конструкции

Крыльчатые

Этот вид прибора является наиболее распространенным и способен выдавать результаты достаточной точности, которые подойдут и для бытового и для промышленного предназначения. Наиболее широко данные модели используются в следующих отраслях:

  • На метеорологических станциях (в целях осуществления наблюдений за изменениями погодных явлений);
  • На аэродромах (для определения возможности осуществления полетов);
  • В системах вентиляции горнодобывающей промышленности (для определения уровня надлежащей выходной воздушной тяги);
  • В строительной отрасли (для измерения силы воздушного потока при работе на высоте, например, в целях определения допустимости производства работ на башенных кранах);
  • В сельскохозяйственной отрасли (для определения возможности обработки посевов защитными химикатами и удобрениями с воздуха).

ВАЖНО! Большинство крыльчатых (лопастных) устройств способны измерять скорость ветра в различных плоскостях, одновременно замеряя температуру воздуха.

Устройство лопастных моделей включает в себя три основных блока:

  1. Модуль, ответственный за замеры скорости ветра в состоянии, так называемого, покоя. Проще говоря, модуль улавливает степень возмущения воздушной массы при  прохождении ее через лопасти.
  2. Модуль, ответственный за преобразование, – именно он служит «переводчиком» полученных данных в физические единицы.
  3. Модуль, ответственный за регистрацию, – полученные данные от преобразователя визуально регистрируются для удобства считывания оператором.

Отличительные особенности анемометров

Сегодня вся техника должна быть удобной и практичной. Ручные анемометры – исключение из правил. Помимо определенных неудобств, возникающих в процессе эксплуатации, изделия обладают рядом серьезных недостатков:

  • ограничениями при исследовании воздушных масс (диапазон составляет от 1 до 20 метров в секунду), электронные чашечные модели могут снять показания до 50 метров в секунду;
  • минимальные колебания ветра не улавливаются;
  • необходим персональный флюгерный детектор.

Электронные приспособления отличаются функционалом и простотой использования. В состоянии проконтролировать несколько показаний. Отличаются надежностью, точностью, практичностью и долговечностью. Пневмо приспособление обладает отличной точностью проводимых исследований.

Главное отличие приборов – возможность их эксплуатации на объектах с сильно разреженными воздушными массами. Какой лучше купить товар, зависит от многих факторов. Специалисты советуют отдавать предпочтение компактным и портативным ультразвуковым или крыльчатым изделиям.

Ультразвуковые — самые точные. Пластина не задействуется. Эксплуатируются в незначительных продувках. Использование специального выносного приспособления не требуется. Для получения точного результата замирание не нужно. Средняя цена продукции высоковата. Ежегодно выпускаются новинки.

Советы по использованию прибора

Начинать работу с прибором следует после изучения элементов его управления. Если принцип работы может быть общим, то обозначения в дисплее и особенности предоставления конечной информации могут иметь индивидуальный характер. Пользоваться прибором следует только в условиях, которые допустимы для конкретной модели.

Многие изготовители, к примеру, предостерегают от использования аппаратов под прямыми солнечными лучами. Дело в том, что анемометр – это в первую очередь средство измерения, поэтому любое агрессивное воздействие даже на корпус может отразиться на его точности.

поверка анемометра
Смотреть галерею

Точность прибора может понижаться не только из-за грубого нарушения правил эксплуатации, но и в течение продолжительного времени работы. Поэтому для поддержания оптимального уровня достоверности предоставляемых данных производится поверка анемометра, которая состоит из нескольких операций.

Такие устройства представлены двумя схожими по принципу действия конструкциями:

  1. Чашечная.
  2. Крыльчатая.

Чашечный анемометр является старинным механическим устройством, вполне актуальным до сих пор. Такой прибор оснащено лопастями, лепестки которых выполнены в форме полусфер подобных чашам. Данная конструкция весьма эффективна, поскольку позволяет начать измерение с минимальной погрешностью, поскольку практически не нуждается в установке чаш по направлению ветра. Главное, чтобы поток двигался в полость полусфер, а не их обтекаемое дно.

Чашечный анемометр работает по принципу счетчика оборотов. Высчитывается сколько раз обернулась ось с лопастями, после чего полученное число разделяется на коэффициент прибора, который зависит от площади и количества чашек. Коэффициент для разных устройств составляет от 2 до 3.

Надобность в измерении на протяжении определенного промежутка времени возникает только при использовании полностью механических приборов. У электронных чашечных анемометров программа способна определить текущие порывы буквально с нескольких оборотов.

Крыльчатые анемометры также называют лопастными. Это более компактные устройства, работающие по аналогичному принципу с чашечными. При порывах ветра или газа осуществляется вращение лопастей, подобных тем, что можно встретить на вентиляторах или летательных аппаратах.

Про анемометры:  UT363BT, Измеритель скорости и температуры воздушного потока, термоанемометр с Bluetooth, Uni Trend | купить в розницу и оптом

Скорость ветра также определяется путем деления количества оборотов на коэффициент прибора. Для наиболее точного измерения необходимо выставить диффузор устройства по направлению движения потока. Зачастую в комплектации к крыльчатым анемометрам идет небольшой флюгер. Он позволяет определять направление ветра. Приборы данного типа способны измерять поток движения в пределах от 0,1 м/сек.

Тепловой анемометр

Датчик лабораторного теплового анемометраПринцип 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.

Ультразвуковой анемометр

Трёхмерный ультразвуковой анемометр GILL WindMasterПринцип действия анемометров ультразвукового типа основан на измерении скорости звука, которая изменяется в зависимости от ориентации вектора движения воздуха (направления ветра) относительно пути распространения звука.

Существуют двухкомпонентные ультразвуковые анемометры — измеряют помимо скорости и направление ветра по частям света — направление горизонтального ветра и трёхкомпонентные ультразвуковые анемометры — измерители всех трёх компонент вектора скорости воздуха.

Скорость звука в таких анемометрах измеряется по времени прохода ультразвуковых импульсов между фиксированным расстоянием от излучателя до ультразвукового микрофона, затем измеренные времена пересчитываются в две или три компоненты скорости движения воздуха.

Так как скорость звука в воздухе зависит ещё от температуры (возрастает пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры), в ультразвуковых анемометрах обязательно есть термометр, по показаниям которого вносятся поправки в вычисления скорости ветра.

Многие современные модели электронных анемометров позволяют измерять не только скорость ветра (это основное предназначение прибора), но и снабжены дополнительными удобными сервисными функциями — вычисления объёмного расхода воздуха, измерения температуры воздуха (термоанемометр), влажность воздуха (термоанемометр с функцией измерения влажности).

Российскими предприятиями также выпускаются многофункциональные приборы, которые содержат в себе функции как термоанемометра, так и гигрометра (измерение влажности) и манометра (измерение дифференциального давления в воздуховоде). Например, метеометр МЭС200, дифманометр ДМЦ01М. Такие приборы используются при создании, обследовании, ремонте, поверке вентиляционных шахт в зданиях любого типа.

Как правило, все выпускаемые на территории РФ анемометры подлежат обязательной сертификации и государственной поверке, так как являются средствами измерения.

Некоторые народные умельцы делают самодельные анемометры для собственных бытовых нужд, например, для сада-огорода.

Чашечный анемометр

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

Анемометр портативный акустический АПА-1/2
Чашечный анемометр с вертикальной осью расположенный на Скаджит Бэй, штат Вашингтон. Июль-Август, 2009.

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 %. Паттерсон обнаружил, что каждая чашка даёт максимальный вращающий момент, будучи повёрнутой на 45° к направлению ветра. Трёхчашечный анемометр отличается бóльшим вращающим моментом и быстрее отрабатывает порывы, чем четырёхчашечный.

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.

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. Такие анемометры сразу показывают мгновенную скорость ветра, без дополнительных вычислений, и позволяют следить за изменениями скорости ветра в реальном времени.

Самые распространённые модели современности среди чашечных анемометров это МС 13, М 95ЦМ, анемометр АРЭ

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

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий