- Что это такое?
- Акустические анемометры
- Анемометры применяют метеорологи для определения скорости порывов ветра, такое оборудование устанавливается в аэропортах и на аэродромах. им проверяют эффективность работы вентиляционного оборудования и различных промышленных установок.
- Выполнение измерений на сельскохозяйственных предприятиях
- Для чего необходимо измерение скорости воздуха?
- Зачем измеряют скорость воздуха
- Из чего состоит чашечный анемометр
- Изготовление анемометра своими руками
- Как выбрать
- Как выбрать?
- Как обеспечить точный результат
- Как пользоваться?
- Как проводят измерения
- Каким прибором измеряют скорость движения воздуха
- Лазерные анемометры
- Монтаж
- Настройка
- Особенности измерений скорости воздуха
- Отличие между устройствами
- По принципу действия анемометры классифицируются на 4 группы:
- Правила пользования прибором
- Преимущества эксплуатации термоанемометра
- Принцип работы термоанемометра
- Такие устройства представлены двумя схожими по принципу действия конструкциями:
- Чашечное устройство
- Заключение
Что это такое?
Анемометры чашечного типа – это приборы, которые служат для определения скорости воздушных потоков, а также газов. Название разновидности инструмента обусловлено присутствием лопастей в виде полусфер, внешне напоминающих чаши. Как доказывает многолетняя (вековая) практика, именно за счет того что рабочая часть устройств так устроена, они максимально эффективно улавливают потоки воздуха. Следовательно, погрешность при определении показателей будет минимальной.
Простой ручной прибор рассматриваемого типа состоит из:
- ветроприемника – лопастей с чашками, развернутыми в одном направлении;
- оси, выполняющей функции ротора;
- циферблата, имеющего 3 шкалы (тысячи, сотни и единицы);
- крепежных элементов для установки аппарата на различных опорах.
Чтобы понять, как именно анемометр измеряет необходимые параметры, стоит рассмотреть принцип его работы. При этом надо выделить ключевые моменты.
- Поток воздуха или же газа воздействует на ось прибора, оснащенную 3 или 4 полусферами. Результатом этого становится ее вращение и параллельно запуск механизма, который фиксирует количество оборотов.
- Полученные показатели сразу же отображаются на циферблате, счетчике или же дисплее в зависимости от модификации устройства.
- Результаты необходимо будет разделить на коэффициент, который у разных измерительных аппаратов равен 2 или 3.
С учетом схемы работы описываемые устройства используют для определения мгновенной скорости и параллельно средних показателей потока по перпендикуляру к оси вращения лопастей. При этом основное преимущество именно чашечных моделей заключается в том, что такие анемометры выполняют свои функции без необходимости подстраиваться под конкретные условия. Такие приборы работают в любом направлении.
Кстати, индукционные модификации дополнительно измеряют температуру потока.
На данный момент рассматриваемые устройства широко применяются в разных сферах.
- Современное строительство. В частности, приборы можно встретить на башенных кранах.
- Метеорология.
- Разные виды спорта. Парусный и воздушный спорт, а также спортивная стрельба из лука, арбалета, огнестрельного и пневматического оружия.
- Аграрная сфера. Преимущественно речь идет об обработке сельхозплощадей и растений на разных этапах взращивания химическими веществами. В таких ситуациях ключевую роль будут играть при распылении веществ направление и сила ветра.
- Авиация. В этом случае имеется в виду, помимо всего прочего, проверка технического состояния авиационных силовых установок.
- Различные промышленные отрасли. Речь идет о контроле производительности систем вентиляции, отопления и кондиционирования. Особенно это актуально для шахт и тоннелей.
Помимо всего перечисленного, чашечные анемометры позволяют эффективно контролировать соответствие определенных параметров актуальным нормам. Имеется в виду создание максимально комфортных условий в офисах, производственных и других помещениях.
Акустические анемометры
Такие устройства еще называют ультразвуковыми. Подобное оборудование создает ультразвуковой сигнал, после чего измеряется скорость его передвижения. Движущиеся воздушные потоки влияют на данный показатель. Полученные результаты переводятся электронным оборудованием прибора в показатель скорости.
Анемометр этого типа обычно применяется для измерения скорости потоков газа. Такие системы намного сложнее, чем может показаться изначально. Они не просто берут во внимание затраты времени, которые уходят на прохождение ультразвуковой волны от передатчика до приемника, но и принимают во внимание внешние факторы. В первую очередь это температура и влажность воздуха.
Анемометры применяют метеорологи для определения скорости порывов ветра, такое оборудование устанавливается в аэропортах и на аэродромах. им проверяют эффективность работы вентиляционного оборудования и различных промышленных установок.
Данными приборами пользуются снайперы для коррекции прицеливания во время выстрела, беря поправку на фактическую силу ветра. Анемометры также применяются спортсменами, участвующими в соревнованиях по стрельбе из огнестрельного, пневматического и стрелометательного оружия.
Прибор можно встретить в арсенале любителей парусного спорта. Интегрированные анемометры устанавливаются в приборную панель башенных кранов, чтобы предупреждать машиниста о порывах ветра, что опасно для нагруженной подъемной стрелы. Таким оборудованием пользуются аграрии во время опрыскивания полей.
Выполнение измерений на сельскохозяйственных предприятиях
Существует несколько способов эксплуатации термоанемометров в сельском хозяйстве. Чаще всего термоанемометры применяются для:
Для чего необходимо измерение скорости воздуха?
Скорость движения воздуха является решающей характеристикой не только в метеорологии, но и в различных отраслях промышленности, таких как:
Применение приборов измерения воздушных потоков имеет особое значение во многих сферах, и при выборе модели анемометра важно учитывать сферу его использования и ряд особенностей прибора.
Зачем измеряют скорость воздуха
Для систем вентиляции и кондиционирования одним из важнейших факторов является состояние подаваемого воздуха. То есть, его характеристики.
К основным параметрам воздушного потока относятся:
- температура воздуха;
- влажность воздуха;
- расход количества воздуха;
- скорость потока;
- давление в воздуховоде;
- другие факторы (загрязненность, запыленность…).
В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках допустимых норм.
Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью .
Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.
Но для того чтобы постоянно соблюдать этот режим скорости, нужно время от времени контролировать скорость перемещения воздуха. Почему? Через некоторое время воздуховоды, каналы вентиляции загрязняются, оборудование может давать сбои, соединения воздуховодов разгерметизируются.
Из чего состоит чашечный анемометр
Строение ручного чашечного анемометра рассмотрим на примере модели МС 13. Состоит из следующих частей:
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.
- Сверлим сверлом по металлу в боку вращающейся части три дыры Ø 4 мм для крепежа чашек, ориентируясь на 3 дыры головки, крепящей внутренние узлы;
- 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;
Как выбрать
При выборе той или иной модели в первую очередь нужно выяснить с какой целью будет использоваться прибор и в каких условиях.
Необходимо учесть все факторы, чтобы устройство оптимально подходило для решения поставленной перед ним задачи. Очень важно обратить внимание на:
Преимуществом инструмента будет наличие вспомогательных функций, которые могут понадобиться при измерении, сборе или обработки данных замеров. Опция выбора единиц измерения – немаловажный фактор, который встречается далеко не в каждом анемометре.
Как выбрать?
Сейчас на рынке производители представляют довольно широкий ассортимент измерительной техники, относящейся к рассматриваемой категории ветромеров. С учетом разнообразия моделей при выборе лучшего варианта необходимо учитывать ряд ключевых критерий.
- Конфигурация аппарата. Подобная техника может быть выполнена в едином корпусе, или же иметь отдельные друг от друга считывающий и вычислительный элементы. Первый вариант актуален для ситуаций, когда места снятия данных являются легкодоступными в пределах вытянутой руки оператора. Если же объект располагается удаленно, или на пути к нему существуют преграды, то единственным выходом станут модели, укомплектованные телескопическим штангами для выносных устройств.
- Диапазон выполняемых измерений. К примеру, для проверки систем кондиционирования в помещениях вполне достаточно аппаратов, фиксирующих данные в пределах от 0 до 10 м/с. При тестировании вентиляционных конструкций и вытяжек, как правило, используют модификации, рассчитанные на рабочий диапазон от 0 до 30 и даже 50 м/с.
- Уровень чувствительности. Имеется в виду нижний порог активности потоков, которые будут фиксироваться прибором.
- Функция измерения температуры. В данном случае важно учесть, что одни модели анемометров фиксируют исключительно положительную температуру, а другая категория будет актуальна при понижении столбика термометра ниже нулевой отметки (до –20 градусов).
- Продолжительность автономной работы при установке батареек или аккумуляторов. У разных моделей этот показатель варьируется в пределах от 8 до 60 часов.
- Погрешность. В подавляющем большинстве случаев она составляет от 1 до 5%, то есть, 0,1-0,5 м/с.
Кроме всего уже перечисленного, доступные на сегодня разновидности чашечных анемометров различаются способами фиксирования газовых потоков.
Как обеспечить точный результат
Для обеспечения минимальной погрешности следует размещать такой термоанемометр по току ветра, чтобы воздух проходил сквозь все лопасти. В противном случае при вычислении скорости будет приниматься во внимание только та часть воздушного потока, которая привела лопасти в движение.
При использовании струнных термоанемометров необходимо учитывать, что основным рабочим элементом является обогреваемая струна. Поэтому не следует прилагать излишних усилий, давить на нее или выполнять другие действия, которые могут привести к ее поломке.
Как пользоваться?
Эксплуатация анемометра чашечного типа – это довольно простой процесс. При четком соблюдении рекомендаций производителя, указанных в инструкции по применению, замеры можно производить и без соответствующего опыта. В то же время для получения точных показателей необходимо учитывать основные правила.
Согласно инструкциям в общих чертах процедура измерений с использованием рассматриваемых устройств включает в себя несколько этапов.
- Фиксация продолжительности выполнения операции.
- Подсчет количества оборотов полусфер.
- Отображение на графике расстояния, преодоленного воздушными (газовыми) потоками.
- Вычисление и оценка полученных показателей. Имеется в виду результат деления упомянутого расстояния на время измерений.
Особое внимание при эксплуатации анемометров, как и любого другого измерительного инструмента, следует уделять уходу и правилам хранения. В частности, после измерений в условиях дымоходных шахт и тоннелей с повышенной концентрацией пыли настоятельно рекомендуется тщательно приводить устройство в порядок. В противном случае не придется рассчитывать на точность получаемых показателей, поскольку существенно увеличится погрешность.
А также важно помнить, что описываемые аппараты плохо переносят воздействие прямых солнечных лучей. Последние негативно отражаются на чувствительности, а, следовательно, на точности считываемой информации.
Нелишним будет напомнить, что кабель измерительного блока подсоединять надо только после его полной деактивации. Это исключает риск короткого замыкания и поломки прибора.
Как проводят измерения
Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.
Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.
При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.
Каким прибором измеряют скорость движения воздуха
Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.
Прибор для измерения скорости воздуха называется анемометром
Приборы для измерения скорости воздуха:
- Крыльчатые анемометры
- Температурные анемометры
- Ультразвуковые анемометры
- Анемометры с трубкой Пито
- Дифманометры
- Балометры
Крыльчатые анемометры одни из самых простых по конструкции устройств. Скорость потока определяется скоростью вращения крыльчатки прибора.
Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.
Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.
Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.
Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.
Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.
Лазерные анемометры
Устройства работающее по данной технологии были разработаны последними, поэтому еще не набрали столь широкого распространения. Они представлены компактными приборами, которые используются любителями экстремального отдыха. Лазерное устройство называется допплеровским в честь изобретателя, который предложил принцип, согласно которому частота излучения зависит от скорости относительного движения источника и приемника.
Полученный на основе данного принципа лазерный анемометр — это сложный оптико-электронный измерительный комплекс. Принцип работы прибора заключается в следующем. Движущийся в воздушном или газовом потоке объект освещается лазерным излучением из фиксированного источника.
В результате световая волна отражается от объекта, что регистрируется соответствующим датчиком. В результате высчитывается разница между частотой излучения отправленного изначально света и отраженного. Данные показатели берутся в расчет, и на их основании высчитывается скорость движения ветра или газа.
Монтаж
Устанавливаем устройство на высокий шест на крышу дома. Рассчитываем, что и в какой последовательности мы будем делать, готовим материалы и инструменты. Модно сделать наметку без устройства, а после его установить. Проводим кабель в дом и включаем прибор. Как он работает можно посмотреть в видео материале.
Таким образом, мы знаем, как сделать анемометр своими руками и что для этого нужно. Неважно, для чего прибор служит – для вентиляции, измерения скорости или температуры. Неважно, каким он является – стационарным, миниатюрным или индукционным. Одно можно сказать точно – он приносит людям пользу.
Система вентиляции — очень сложная система, которая состоит из многих функциональных составляющих, от воздуховодов до вентиляционных агрегатов. Учитывая то, что для правильной работы такой системы берут во внимание множество показателей, выполнение любого более-менее серьезного проекта системы вентиляции и кондиционирования не обойдется без применения измерительных приборов. А измерение скорости в воздуховодах играет одну из важнейших ролей, для правильного функционирования системы.
Настройка
Настраивать анемометр лучше по показаниям стандартного. Но за неимением такового можно применить следующий способ. Укрепив прибор к деревянной ручке при движении автомобиля в штиль сверить показания устройства со спидометром машины. Подобрав значение радиуса колеса в миллиметрах, настраиваем прибор.
Особенности измерений скорости воздуха
Существуют некоторые нюансы работы с анемометрами разных видов. Как уже упоминалось, анемометры с трубкой Пито нельзя использовать при высоких концентрациях твердых частичек, иначе трубка быстро засоряется, а прибор выходит из строя. Термоанемометры не работают в условиях измерения высоких скоростей воздушного потока — свыше 20 м/с.
Отличие между устройствами
В первую очередь анемометры можно поделить на электронные и полностью механические. При использовании последних потребуется вручную считать обороты, после чего проводить расчеты по формуле. В случае с электронными приборами все намного проще. Кроме отсутствия необходимости в расчетах, они обладают более высокой чувствительностью, и могут фиксировать 3 параметра:
- Текущую скорость.
- Максимальные порывы.
- Средний показатель.
Также можно встретить анемометры, у которых непосредственный элемент измерения вынесен отдельно и сделан в качестве зонда. В этом случае устройством пользоваться гораздо удобнее. Можно проводить замеры сразу смотря на дисплей с результатами. Такое устройство имеют в первую очередь вращающиеся анемометры. Для предотвращения запутывания зонд и прибор соединяются витым эластичным кабелем.
Дополнительно электронный анемометр может иметь собственную память для сохранения результатов. Более дешевый ассортимент лишен данной функции или может хранить всего несколько измерений, не отображая при этом дату и время их получения.
По принципу действия анемометры классифицируются на 4 группы:
- Вращающиеся.
- Термические.
- Акустические.
- Лазерные.
Они кардинально отличаются между собой по применяемой технологии определения скорости газовых потоков.
Правила пользования прибором
Пользуются устройством подобным образом: закрепленный на шест прибор поднимают вверх, ориентируя его по ветру. По истечении десяти минут снимают показания. Анемометры с механикой сверяют с поверкой, которая прилагается к устройствам, а индукционные показывает скорость воздушного потока (в метрах на секунду) на циферблате.
Преимущества эксплуатации термоанемометра
Использование термоанемометра на любом хозяйственном объекте имеет следующие преимущества:
Принцип работы термоанемометра
Термоанемометр считается одним из наиболее совершенных измерительных приборов, построенных на тепловом способе определения скорости движения воздуха. Датчики, расположенные в измерительном зонде прибора, работают по принципу конвекционного переноса подвижной средой тепла от нагретой поверхности.
Портативные и стационарные термоанемометры наряду с цифровыми анемометрами отличаются быстродействием, оперативностью и точностью замеров. Измерители температуры и скорости движения воздуха могут использоваться в широком диапазоне рабочих условий.
К основным возможностям термоанемометров относятся:
Основные элементы конструкции термоанемометра:
Принцип работы термоанемометра основывается на контроле охлаждения воздушным потоком нагретого платинового терморезистора. В процессе автоматической калибровки осуществляется подстройкадля обеспечения высокой точности замеров. Во время работы прибор измеряет скорость потока в м/c и температуру в °C, накопление и регистрация полученных данных может осуществляться в ручном и авторежиме (в последнем запись производится интервалами).
Такие устройства представлены двумя схожими по принципу действия конструкциями:
- Чашечная.
- 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.
Чашечное устройство
Прибор, называемый чашечным ручным анемометром, появился раньше других видов этих приборов. Отличается простотой устройства. Название он получил по виду лопастей крыльчатки, которые напоминают чайные чашки. По скорости их вращения определяется скорость воздушных потоков.
Крыльчатка (рисунок «б» № 1) состоит из четырех лопастей, смотрящих в одну сторону. Счетчик (рисунок «б» №2) спрятан в корпус из пластмассы.
Крыльчатку держит ось из металла, связанная нижним концом со счетчиком. Дужки из крепкой проволоки (рисунок «б» № 3) защищают крыльчатку от механической деформации.
Заключение
С помощью современных приборов для измерения скорости воздуха можно точно и быстро определить характеристики воздушного потока с минимальной погрешностью, что позволит легко произвести техническое обслуживание системы вентиляции.
Анемометр – это измерительный прибор фиксирующий скорость движения воздуха и газов. Устройство получило название от греческих слов «анемос матрео», дословный перевод которых обозначает «измерение ветра» Прибор изобретен известным ученым Робертом Гуком в 1667 году.
