Измерители скорости потока – анемометры. Применение в строительстве, при грузоподъемных работах

Измерители скорости потока – анемометры. Применение в строительстве, при грузоподъемных работах Анемометр

Анемометр это прибор для измерения

Что такое анемометр и как его выбрать?

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Содержание

  1. Что это такое и зачем нужен?
  2. Виды
  3. Лучшие производители
  4. Советы по выбору
  5. Сферы применения
  6. Особенности использования

Вполне предсказуемо на вопросы, что такое анемометр, как он выглядит, как правильно его выбрать, в наши дни ответит далеко не каждый. Дело в том, что эти измерительные приборы не так широко распространены, в отличие от других метеорологических устройств. Но в то же время свойства, характеристики и функционал современных анемометров заслуживают внимания.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Что это такое и зачем нужен?

Описание этих устройств, именуемых также ветромерами, стоит начать с того, что сам термин «анемометр» имеет греческие корни. Однако сами греки к появлению инструмента, который представляет приспособление для измерения интенсивности (скорости) движения ветра, не имеют никакого отношения. Его в 1540 году изобрел итальянский математик Альберти.

Стоит заметить, что после этого некоторые ученые предпринимали попытки создания аналога оборудования, которое предназначено для определения скорости ветра и других потоков. При этом в некоторых случаях им ошибочно приписывали авторство данного изобретения.

Так, астроном из Ирландии Робинсон в 1846 году смог успешно модернизировать устройство, внеся в его конструкцию некоторые изменения.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Независимо от конкретного назначения, единицей измерения для подавляющего большинства аппаратов являются метры в секунду. Для непосредственно самой фиксации показателей и представления получаемых данных в комфортном виде описываемые приборы (от карманных до промышленных) включают в себя три модуля:

  1. измерительный. он же первичный;
  2. преобразовательный;
  3. регистратор.

Результатом поэтапной активации этих модулей становится отображение на механических счетчиках, шкалах, индикаторах или же цифровых дисплеях скорости исследуемого потока.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Виды

На данный момент в самых разных сферах используется широкий перечень разновидностей описываемых приборов. Так, к примеру, можно приобрести или сделать самостоятельно простейший анемометр для детей. На современной специальной технике устанавливается крановый, сигнальный ветромер, необходимый для работы подъемных машин. На этом, естественно, список видов устройств не заканчивается.

С учетом принципа функционирования датчиков существующие на сегодня анемометры делят на:

  • вращающиеся, которые могут быть чашечными, спиральными, а также лопастными;
  • тепловые;
  • акустические, или же ультразвуковые;
  • оптические, именуемые также лазерными;
  • напорные;
  • поплавковые;
  • вихревые.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Предсказуемо все перечисленные разновидности ветромеров существенно отличаются друг от друга. Но в первую очередь важно заметить, что все доступные модели разделяют на механические и электронные. Конечно же, последние отличаются максимальной точностью, повышенной чувствительностью и простотой эксплуатации. Современные приборы способны фиксировать:

  • скорость потока;
  • параметры максимальных порывов;
  • усредненные показатели.

Отдельно следует выделить ветромеры с выносным датчиком, который выполнен в виде отдельного конструктивного элемента (зонда). Пользоваться такими моделями очень комфортно, поскольку удобно отслеживать результаты на экране в режиме реального времени.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

В зависимости от модификации цифровые аппараты могут иметь память для хранения получаемых данных.

Вращающиеся

В данном случае основной чувствительный элемент – это 3 или же 4 чаши в виде полусфер, которые располагаются на оси при помощи соединительных спиц. Поток воздействует на данную конструкцию с изменяющейся силой, из-за чего система получает соответствующий импульс и начинает вращаться. Счетчик оборотов в самом простом исполнении – это циферблат с тремя рабочими шкалами, на которых фиксируются тысячи, сотни и единицы.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Стоит заметить, что полученный результат – это среднее значение скорости за указанный временной промежуток.

Ручной ветромер индукционного типа оснащен тремя чашами, благодаря чему улучшается отклик прибора на колебания интенсивности потока. Главные преимущества таких моделей заключаются в отсутствии графика и необходимости применения секундомера. Все измерения, результаты которых показывает аппарат, осуществляются в режиме реального времени. Индукционные вращающиеся аппараты измеряют показания в пределах от 0,2 до 30 м/с.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

В лопастных анемометрах основным элементом является крыльчатка. Принцип функционирования прибора такой же, как и у чашечных моделей. С учетом того, что ось вращения лопастей расположена параллельно исследуемому потоку, датчик устанавливается сразу за крыльчаткой. Он, в свою очередь, становится преградой на пути воздуха, из-за чего ограничивается рабочий диапазон устройства в пределах 5 м/с.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Электронные модификации лопастных анемометров не имеют указанных счетчиков. Эта конструктивная особенность позволяет измерять скорость ветра до 45 м/с. Производители представляют на рынке приборы данной категории как с интегрированными, так и с выносными чувствительными элементами.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Ультразвуковые

Принцип работы приборов для определения описываемых показателей, относящихся к данной категории, основан на вариативности скорости звуковых колебаний. Если перемещающийся поток направлен попутно ультразвуку, то скорость последнего будет предсказуемо увеличиваться.Соответственно, в ситуациях с противоположным направлением движения скорость будет падать.

Фиксировать скорость ветра и любого другого потока удается за счет контроля времени, за которое отражается и возвращается импульс. Важно учесть, что такие ультразвуковые измерительные приборы подключаются к специальным блокам, отвечающим за обработку метеоданных. В итоге все результаты отображаются на мониторе.

При этом, в зависимости от перечня производимых измерений (функциональности), датчики делятся так.

  1. Двухмерные, которые определяют направление движения потока и, конечно же, его скорость.
  2. Трехмерные, измеряющие три вектора скорости.
  3. Четырехмерные (термоанемометры), в задачи которых входит определение трех скоростных векторов и температуры среды.

Важно заметить, что из-за отсутствия в конструкции подвижных элементов акустические (ультразвуковые) анемометры измеряют скорость ветра в пределах 60 км/ч.

Лазерные

Этот тип измерительных устройств функционирует по такому же принципу, что и предыдущий. С той только разницей, что вместо звукового сигнала используется луч. Он с заданными скоростью и временем совершает путь от передатчика к приемнику.

Момент отражения лазерного луча от исследуемого объекта фиксируется датчиками. Аппаратура определяет разницу частот исходящего и возвращающегося излучений. На завершающем этапе рассчитывается искомый показатель с учетом полученных данных.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Термоанемометры

Подтвержденным фактом, а не личным мнением многих людей является то, что в жару даже незначительный воздушный поток становится источником исключительно позитивных эмоций, поскольку холодит кожу. Именно на этом явлении и базируется функционирование ветромера описываемого вида.

Про анемометры:  СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 (с Изменением N 1) от 16 декабря 2016 -

В качестве основного, то есть восприимчивого конструктивного элемента подобных аппаратов выступает нить, выполненная из тугоплавкого материала. На нее подается электрический ток, за счет которого происходит нагрев проводника. В итоге он становится теплее окружающей среды.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Стоит учесть, что подобные устройства применяются в оснащении современных автомобильных силовых агрегатов. И речь идет о датчиках массового расхода воздуха, более известных автомобилистам как ДМРВ.

Лучшие производители

На данный момент многие производители представляют в соответствующем сегменте рынка измерительной техники целые модельные ряды анемометров. В перечень наиболее популярных брендов можно включить следующие компании.

  • ADA Instruments – российская торговая марка измерительного и диагностического оборудования. Логотип «ADA», означающий в свою очередь «дополнительная мощность», стал синонимом качества.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

  • CEM Shengen Everbest Machinery Idustry Co Ltd – еще один российский производитель. Его продукция известна на рынке в течение последних 25 лет. Компания предлагает потребителю широкий ассортимент современного измерительного оборудования.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

  • Testo – концерн, представляющий в описываемом сегменте Германию. Является признанным лидером рынка портативных ручных и профессиональных стационарных устройств широкого предназначения. За свою 55-летнюю историю немецкая компания смогла достигнуть выдающихся результатов. На данный момент более 80 официальных представительств успешно работают в 33 странах.
  • «МЕГЕОН» – очередная известная российская марка, объединившая широкий спектр контрольно-измерительной техники. Стоит заметить, что большая часть продукции данного бренда относится к бюджетной ценовой категории. Однако при этом приборы могут похвастать высоким качеством и точностью.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

  • SkyWatch – марка компании JDC Electronic SA, выпускающей анемометры, отличающиеся от конкурентов настоящим швейцарским качеством. На рынке приборов и комплексов для метеорологических исследований продукция бренда представлена с 1981 года.

Советы по выбору

Выбор в пользу той или иной модели ветромера будет напрямую зависеть от особенностей эксплуатации прибора. Так, к примеру, спортсменам стоит рассматривать исключительно портативные электронные устройства. В данном случае ключевыми критериями будут компактность, минимальный вес, а также простота использования и максимальная надежность.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Такие приборы позволят получить необходимые данные нажатием одной кнопки.

При покупке аппарата настоятельно рекомендуется акцентировать внимание на следующих важных моментах.

  • Ключевые технические характеристики. Имеется в виду, прежде всего, диапазон измеряемых скоростей потоков. В данном случае определяющую роль будут играть условия эксплуатации прибора и его основное предназначение.
  • Точность. Если речь идет о необходимости высокоточных измерений в лабораторных условиях, то стоит отдать предпочтение представителям модельных рядов динамических и лазерных анемометров.
  • Вероятность возникновения гарантийных случаев. Одним из важных моментов в этом контексте являются последствия превышения скоростных лимитов для устройства. Другими словами, важно определиться с порогом прочности конструкции. Не менее значимыми будут особенности обслуживания техники, включая периодичность поверки.
  • Качество корпуса и измерительных элементов.
  • Комплектация прибора.

Помимо всего уже перечисленного, в перечень важных факторов необходимо включить наличие дополнительных функций. От функциональности аппарата будет зависеть необходимость приобретения дополнительного оборудования в виде инструментов для определения влажности и температуры, а также тахометра. Также стоит уделить внимание единицам измерения, поскольку на некоторых моделях иностранного производства они могут отличаться.

Сферы применения

Целью изобретения описываемого прибора изначально было определение силы ветра, то есть скорости потока воздушных масс. На сегодня анемометры нашли более чем широкое применение.

  • На метеорологических станциях.
  • В авиации (аэродромные службы).
  • Для контроля состояния эксплуатируемых систем вентиляции любой сложности и масштабов: от бытовых до тоннелей метрополитена и проходческих штреков.
  • В современном строительстве. Имеются в виду уже упоминаемые вертушки на башенных кранах.
  • В аграрной отрасли при осуществлении опыления, опрыскивания и внесении удобрений.

Помимо всего перечисленного, ветромеры успешно используются спортсменами. Речь идет о видах спорта, в которых контроль направления и силы ветра является обязательным. К таковым относятся парусный и парашютный спорт, парапланеризм, состязания буеров и прочее.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Особенности использования

Независимо от модели анемометра и опыта пользователя, перед началом эксплуатации прибора стоит внимательно изучить инструкцию производителя, что поможет избежать серьезных ошибок, а иногда поломок и дорогостоящего ремонта. В ситуации с классическими ветромерами их использование предусматривает следующие действия.

  1. Устройство закрепляют на шесте и поднимают вверх, принимая во внимание направление ветра.
  2. Спустя 10 минут снимают зафиксированные анемометром показания.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

Особое внимание следует уделять рекомендациям производителя касательно условий эксплуатации, чтобы минимизировать риск преждевременного выхода из строя ветромера. Например, отдельным моделям категорически противопоказано воздействие прямых лучей ультрафиолета. Важно всегда помнить, что анемометр – это точный измерительный инструмент, на качество работы которого могут негативно влиять любые внешние факторы. В частности, к таковым относится повышенное содержание в исследуемой среде пыли и грязи. Эта проблема наиболее актуальна для механических приборов.

Анемометр Это Прибор Для Измерения

В ситуациях с механическими ветромерами следует учитывать указанную в инструкции поверку. У цифровой модели вся информация появится на экране.

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:  Вентиляция в домах с газовыми плитами: нормы и требования по организации воздухообмена

Крыльчатые

Анемометр: назначение, классификация, лучшие моделиЧаще всего для работы выбираются именно такие приборы, так как они выдают быстрые и достаточно точные результаты. Невысокая стоимость позволила использовать крыльчатые анемометры не только в профессиональной, но и бытовой сфере.

Такие модели состоять из трех блоков:

  • первый отвечает за измерение скорости ветра;
  • второй обрабатывает и переводит полученные данные в знакомую нам метрическую систему;
  • третий регистрирует и передает полученные подсчеты на экран.

Ультразвуковые анемометры способны выдерживать напор ветра и воздушных масс, которые двигаются со скоростью 50-60 м/с.

Лучшие производители

На данный момент многие производители представляют в соответствующем сегменте рынка измерительной техники целые модельные ряды анемометров. В перечень наиболее популярных брендов можно включить следующие компании.

  • ADA Instruments – российская торговая марка измерительного и диагностического оборудования. Логотип «ADA», означающий в свою очередь «дополнительная мощность», стал синонимом качества.
  • CEM Shengen Everbest Machinery Idustry Co Ltd – еще один российский производитель. Его продукция известна на рынке в течение последних 25 лет. Компания предлагает потребителю широкий ассортимент современного измерительного оборудования.
  • Testo – концерн, представляющий в описываемом сегменте Германию. Является признанным лидером рынка портативных ручных и профессиональных стационарных устройств широкого предназначения. За свою 55-летнюю историю немецкая компания смогла достигнуть выдающихся результатов. На данный момент более 80 официальных представительств успешно работают в 33 странах.
  • «МЕГЕОН» – очередная известная российская марка, объединившая широкий спектр контрольно-измерительной техники. Стоит заметить, что большая часть продукции данного бренда относится к бюджетной ценовой категории. Однако при этом приборы могут похвастать высоким качеством и точностью.
  • SkyWatch – марка компании JDC Electronic SA, выпускающей анемометры, отличающиеся от конкурентов настоящим швейцарским качеством. На рынке приборов и комплексов для метеорологических исследований продукция бренда представлена с 1981 года.

Определение скорости ветра

Сила ветра в баллах по БофортуНазваниеПризнаки для оценкиСкорость ветра в м/секСкорость ветра в км/часСкорость ветра в миль/час
0 штиль Листья на деревьях не колеблются, дым сигареты поднимается вертикально, огонь от спички не отклоняется 0 меньше 1
1 тихий Дым сигареты несколько отклоняется, но ветер не ощущается лицом1 3,6 1-3
2 легкий Ветер чувствуется лицом, листья на деревьях колышутся (шелестят)2-3 5-12 4-7
3 слабый Ветер качает мелкие ветки и колеблет флаг4-5 13-19 8-12
4 умеренный Качаются ветки средней величины, поднимается пыль6-8 20-30 13-18
5 свежий Качаются тонкие стволы деревьев и толстые ветви, образуется рябь на воде9-10 31-37 19-24
6 сильный Качаются толстые стволы деревьев, ветер «гудит» в проводах11-13 38-48 25-31
7 крепкий Качаются большие деревья, против ветра трудно идти14-17 49-63 32-38
8 очень крепкий Ветер ломает толстые стволы18-20 64-73 39-46
9 шторм Ветер сносит легкие постройки, валит заборы21-26 74-94 47-54
10 сильный шторм Деревья вырываются с корнем, сносятся более прочные постройки27-31 95-112 55-63
11 жестокий шторм Ветер производит большие разрушения, валит телеграфные столбы, вагоны и т. д.32-36 115-130 64-72
12 ураган Ураган разрушает дома, опрокидывает каменные стеныБолее 36 Более 130 73-82

Оружие > Баллистика нарезного оружия

Автор не несет никакой ответственности за любой вид ущерба, понесенного в результате использования присутствующей здесь информации. Автор оставляет на усмотрение читателя, применять полученные здесь сведения, или подвергнуть тщательной проверке в специализированных источниках.

Особенности использования

Независимо от модели анемометра и опыта пользователя, перед началом эксплуатации прибора стоит внимательно изучить инструкцию производителя, что поможет избежать серьезных ошибок, а иногда поломок и дорогостоящего ремонта. В ситуации с классическими ветромерами их использование предусматривает следующие действия.

  1. Устройство закрепляют на шесте и поднимают вверх, принимая во внимание направление ветра.
  2. Спустя 10 минут снимают зафиксированные анемометром показания.

Особое внимание следует уделять рекомендациям производителя касательно условий эксплуатации, чтобы минимизировать риск преждевременного выхода из строя ветромера. Например, отдельным моделям категорически противопоказано воздействие прямых лучей ультрафиолета.

Важно всегда помнить, что анемометр – это точный измерительный инструмент, на качество работы которого могут негативно влиять любые внешние факторы. В частности, к таковым относится повышенное содержание в исследуемой среде пыли и грязи. Эта проблема наиболее актуальна для механических приборов.

Еще один важный момент заключается в том, что далеко не все модели рассчитаны на длительные рабочие нагрузки. Но в любом случае особое внимание уделяется точности показаний приборов, исходя из чего перед использованием необходимо сделать следующее.

  1. Осмотреть устройство с целью выявления повреждений.
  2. Проверить работоспособность в щадящих условиях.
  3. Протестировать вывод данных.

В ситуациях с механическими ветромерами следует учитывать указанную в инструкции поверку. У цифровой модели вся информация появится на экране.

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.

Про анемометры:  АНЕМОМЕТРЫ - приборы для измерения скорости движения воздушных потоков (ветра), классификация, принцип действия, краткое описание - ЗАО Промприбор

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.

Приборы для измерения скорости и направления ветра

Корабельный измеритель ветра КИВ предназначен для дистанционного определения скорости и направления ветра, измеряемых на уровне установки датчика ветра.

Принцип действия изделия основан на преобразовании значений метеорологических параметров в электрические величины, отсчитываемые визуально по показаниям соответствующих приборов. Измеритель ветра устанавливается на надводных кораблях, а также может применяться на наземных пунктах метеослужбы. В состав изделия входят: датчик ветра, центральный прибор, репитер, построитель. Для измерения скорости и направления ветра используется зависимость между скоростью ветра и числом оборотов вертушки, между направлением ветра и положением свободно ориентирующейся флюгарки датчика ветра. Скорость и направление ветра при помощи сельсинной передачи дистанционно передаются в пульт – центральный прибор. В центральном приборе происходит осреднение величины скорости ветра при помощи программно-наборного механизма и сглаживания величины направления ветра при помощи демпфирующего механизма. Режим работы – непрерывный с дискретной выдачей данных средней скорости наблюдаемого ветра через каждые 120 с работы прибора.

Технические характеристики

  • Диапазон измерения средней скорости наблюдаемого ветра, м/с 2-50, скорости истинного ветра, м/с 2-40,
  • направления ветра, град 0-360,
  • Основная погрешность, не более:
    • средней скорости наблюдаемого ветра, м/с (0,5 0,05V), где V- скорость наблюдаемого ветра, направления наблюдаемого ветра, град 10.
  • Порог чувствительности датчика ветра, м/с, не более
    • по скорости ветра 1,8
    • по направлению 1,8
  • Основная погрешность установки и снятия отсчетов на построителе:
    • скорости ветра , м/с 0,2
    • направления ветра, градусы 0,2
  • Габариты, мм, не более:
    • датчик скорости и направления ветра Ø180х360х640,
    • центральный прибор 418х296х190,
    • репитер 129х174х253,
    • трансформатор 172х178х306,
    • построитель 65х250х278.
  • В непрерывной работы не более 48 часов.
  • Мощность, потребляемая изделием, в зависимости от комплектации не более при напряжении 220В 550ВА.

Тепловой анемометр [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

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 %. 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 [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. 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

Adblock
detector