Анемометр измеряет: Что такое анемометр и что им измеряют?

что это такое и как он работает?

Анемометр — это прибор, который измеряет скорость ветра (скорость, направление и давление). Желая быть более точным, анемометр может рассчитывать скорость газов в контролируемом потоке (например, поток воздуха в воздуховоде) или неконтролируемом (например, атмосферный ветер).

Термин анемометр греческого происхождения, от анемос (ветер) и метрон (мера). Авторство приписывается итальянскому архитектору Леону Баттисте Альберти (1450 г.).

Что такое анемометр?

Анемометр — это прибор для обнаружения ветра, который определяет скорость, направление и давление. Фактически, они являются важными инструментами для метеорологов на их станциях.

Чтобы оценить скорость, анемометр анализирует изменения свойств жидкости или ее влияние на механическое устройство, вводимое в контакт.

Как работает анемометр?

Наиболее распространенный анемометр имеет несколько чашек (три или четыре), прикрепленных к горизонтальным стержням. Когда дует ветер, чашки вращаются и поворачивают стержень, к которому они присоединены. Чем сильнее дует ветер, тем больше крутится ствол. Таким образом, анемометр подсчитывает количество оборотов и, следовательно, вычисляет среднюю скорость ветра в данный период.

Другие типы анемометров вычисляют скорость ветра совсем по-другому (читайте позже).

Возможно, вы слышали термин «анемометр» при описании особенно неблагоприятного погодного явления.

Задумывались ли вы, что такое анемометр и как он работает? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Для чего используется анемометр?

Ветроанемометр — это датчик для измерения скорости в определенном направлении на определенной плоскости.

Они также важны для работы физиков , которые среди своих навыков также изучают движение воздуха.

Кто использует анемометры? Пилоты, инженеры и климатологи

Скорость ветра позволяет прогнозировать изменения погодных условий, например приближающийся шторм.

Анемометр является основным инструментом для любой работы влияет погода .

Те, кто управляет дронами, самолетами или вертолетами, должны постоянно измерять скорость ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи. Анемометры также важны на кораблях (скорость ветра определяет размер волн).

Наконец, анемометры используются на каждой метеорологической станции , на какой бы широте она ни находилась.

Анемометры в космосе

Аэрокосмические инженеры и физики используют специальные лазерные анемометры , например, в экспериментах на скорость.

Фактически, лазерные анемометры способны измерять скорость ветра вокруг космического корабля. Цель состоит в том, чтобы сделать эти машины более аэродинамическими при выполнении своих задач.

НАСА планирует миссию на планету Венера с анемометром для оценки скорости ветра и оценки характеристик атмосферы в этом районе.

Разница между анемометром и флюгером

Флюгеры также показывают направление ветра, но в основном являются декоративными инструментами. Разница в том, что флюгер, в отличие от анемометра, не может дать столь точную информацию о скорости ветра.

Краткая история анемометра

Прибор анемометра очень мало изменился с момента его первой разработки в 15 веке:

• В 1450 году его спроектировал итальянский изобретатель Леон Баттиста Альберти;
• В 1846 году Джон Томас Ромни Робинсон усовершенствовал конструкцию;
• В 1926 году канадский метеоролог Джон Паттерсон сконструировал трехчашечный анемометр;
• В 1991 году Дерек Уэстон вводит возможность измерения направления ветра;
• В 1994 году Андреас Пфлич изобрел звуковой анемометр.

Типы анемометров

На рынке представлен широкий выбор типов анемометров для непосредственного измерения ветра и скорости воздуха.

Мы можем начать сразу же, сделав макро-различие между двумя группами:

1. Крыльчатые, термические и чашечные анемометры рассчитывают среднюю скорость;
2. Анемометры с термоанемометром оценивают характеристики турбулентности как поперечные измерения.

Чашечный анемометр для метеостанций

Самый простой тип анемометра – чашечный анемометр.

Он состоит из трех или четырех полусферических чашек, каждая из которых установлена на концах горизонтальных плеч, которые, в свою очередь, установлены через равные промежутки на вертикальном валу. Поток воздуха, проходящий над стаканами в горизонтальном направлении, заставляет стаканы вращаться в зависимости от скорости ветра.

Подсчитав обороты чашек за заданное время, можно оценить среднюю скорость ветра.

Трехчашечные анемометры в настоящее время используются в качестве отраслевого стандарта для исследований по оценке ветровых ресурсов, например, в датчиках, прикрепленных к блокам управления окнами .

Чашечный ветромер используется на метеостанциях и измеряет скорость в плоскости, перпендикулярной оси вращения чашек.

Горячая проволока или крыльчатый анемометр?

Иногда называемые измерителями скорости ветра или скорости воздуха, анемометры обычно классифицируются как термоанемометры или крыльчатые.

• Анемометр с горячей проволокой — лучший выбор для точного измерения расхода воздуха на очень низких скоростях (например, ниже 2000 фут/мин). Некоторые модели предназначены для измерения скоростей до 15 000 футов/мин, при этом сохраняя очень точные возможности измерения на значительно более низких скоростях. Для измерения скорости воздуха крыльчатый анемометр использует рабочее колесо;
• Крыльчатые анемометры – лучший выбор для измерения скорости ветра. Многие из них имеют выбираемые пользователем единицы измерения: футы/мин, м/с, мили в час, км/ч и узлы, что позволяет использовать их в самых разных областях. Термоанемометр представляет собой термоанемометр или крыльчатый датчик ветра, способный также измерять температуру воздуха;
• Влаготермометрические анемометры обладают характеристиками термоанемометра и датчика влажности, которые предоставляют заказчику полную информацию об окружающей среде.

Портативный крыльчатый анемометр

Вращающийся механический анемометр можно классифицировать как крыльчатый или пропеллерный. В этом типе датчика ось вращения должна быть горизонтальной, как поток ветра. На открытых пространствах ветер меняет направление и ось должна это учитывать.

Крыльчатый анемометр также доступен с различными дополнительными функциями.

Портативные термоанемометры

В термоанемометрах используется очень тонкая проволока или нагревательный элемент. Поток воздуха оказывает охлаждающее действие. Поскольку электрическое сопротивление большинства металлов зависит от температуры металла, можно получить зависимость между сопротивлением проволоки и скоростью потока.

Анемометр с горячей проволокой очень чувствителен и имеет высокую частотную характеристику и хорошее пространственное разрешение по сравнению с другими методами измерения.

Термоанемометры с анализом скорости и температуры

Термоанемометры имеют самый маленький датчик. Термодатчики способны измерять как скорость, так и температуру. Системы регистрации данных позволяют пользователю анализировать (в том числе графически) характеристики потока и данных.

Они часто используются в аэродинамических трубах для оценки печатных плат и радиаторов.

Продукты, которые могут вас заинтересовать

Что такое анемометр и что он измеряет?

Необходимость регистрации и измерения скорости движения газообразного вещества, ветра, а также воздушного потока возникает в разных сферах человеческой деятельности. Для точного количественного понимания величины такой скорости были придуманы специальные приборы, которые носят название анемометры.

Примечательно, что первый описанный прибор такого типа в истории упоминался еще в 1450 году. Однако он представлял собой обыкновенную деревянную доску, которая колебалась с частотой, зависящей от силы ветра. Сегодня это современные высокоточные приборы. Давайте рассмотрим, какие модели анемометров бывают, как они работают и где применяются?  

Области применения анемометров

Анемометр – это переносной или стационарный прибор, способный точно рассчитать скорость движения газовой среды. Как частный случай, существуют популярные модели, способные посчитать скорость ветра. В общем случае анемометры применяются:

• в военных целях;
• в метеорологии;
• для нормальной работы аэродромов и аэропортов;
• при проведении спортивных соревнований;
• для промышленных целей;
• в сфере добычи, переработки и транспортировки природного газа;
• для нормальной работы системы вентиляции в зданиях разного назначения;
• в сельском хозяйстве;
• других ситуациях.

Некоторые приборы этого типа могут дополнительно комплектоваться различными опциями. Одновременно они могут измерять влажность, давление, температуру и т.д. В этом случае они будут мультизадачными. Анемометры могут иметь стационарное или портативное исполнение.    

Устройство анемометра

В зависимости от того, какую конструкцию имеет анемометр, принцип работы у него будет соответствующим. Это могут быть простые механические приборы, а также более технологичные. Главным принципом работы является изменения в приемнике прибора на чувствительном элементе, вызываемые интенсивностью потока воздушной или газовой среды. Если речь идет о механических устройствах, то здесь в расчет берется сила давления потока воздуха на лопасти, лопатки или крылья устройства.

Контроллер анемометра регистрирует изменения или рассчитывает количество оборотов вращения ротора, вызванных газовым потоком. Затем эти данные передаются на дисплей устройства, или на пульт контроля работы системы, если речь идет о стационарном оборудовании.

Виды анемометров

Чтобы понимать, какие разновидности анемометров бывают, давайте рассмотрим наиболее популярные виды:

1. Чашечные модели – представляют собой ротор, который приводится в движение от потока газа, где захват потока обеспечивают полые полусферы (чашки), прикрепленные к ротору на спицы. Чем сильнее поток, тем быстрее вращение ротора, так как ветер или поток газа обеспечивает большее давление. Такие варианты часто используют для измерения скорости ветра.
2. Крыльчатые анемометры – также относятся к механическим типам устройств. Данный вариант очень похож по принципу действия на предыдущий, только здесь поток газа или воздуха действует не на чашки, а на лопасти или крылья. Такие лопасти могут иметь разную форму. Часто этот тип анемометров еще называют крыльчатые.
3. Анемометры ультразвукового типа – принцип работы которых основывается на измерении скорости распространения волны ультразвука в газообразной среде. Изменения скорости ветра или воздушного потока напрямую будут воздействовать на скорость распространения ультразвуковой волны. Так как последний параметр зависит еще и от температуры окружающей среды, то такие приборы обязательно комплектуются термометрами.
4. Термоанемометр – устройство регистрирует изменение температуры нагретого сенсора, в зависимости от охлаждающего действия воздушного потока. Чем выше скорость газообразной среды, тем сильнее эффект охлаждения. В простом случае такие приборы применяют нить накаливания.

Выбор анемометра следует делать в зависимости от той задачи, которую вы преследуете. В большинстве случаев достаточно простой модели, которая имеет небольшую стоимость. У таких приборов хорошая точность и простота использования легко сочетаются с небольшой ценой. Для специальных целей следует покупать профессиональное оборудование.

Что такое анемометр? Как это работает?

Что такое анемометр и что он измеряет? Наиболее распространенное использование анемометра, о котором вы, возможно, слышали, — это отчеты о погоде в отношении скорости ветра. Возможно, вы слышали термин, случайно брошенный во время сурового погодного явления, но что это такое и как оно работает? Давайте углубимся в эти вопросы ниже.

Что измеряет анемометр?

Что такое анемометр и что он измеряет? Определение анемометра – это устройство, используемое для измерения скорости ветра.

Анемометры показывают скорость ветра в милях в час (миль/ч), километрах в час (кмч), метрах в секунду (м/с) или узлах.

Как работает анемометр?

Анемометры измеряют скорость ветра по величине давления ветра на поверхность, такую ​​как чашка или пропеллер, или с помощью звуковых импульсов.

Механический анемометр содержит колесо с чашками или пропеллер на концах спиц колеса. В одном из них находится магнит. Каждый раз, когда магнит проходит переключатель, он делает запись. Это может дать очень точное определение скорости ветра.

Также существует несколько типов анемометров. Например, звуковой анемометр использует возмущения и звуковые волны для расчета скорости ветра. Он не имеет движущихся частей и использует технологию звуковых импульсов для измерения скорости и направления ветра.

Существуют также лазерные доплеровские анемометры, пластинчатые и трубчатые анемометры, проволочные анемометры, крыльчатые анемометры и другие конструкции.

Механический анемометр Davis оснащен герметичными шарикоподшипниками из нержавеющей стали, что обеспечивает длительный срок службы при непрерывном использовании. Он прочный, но при этом достаточно точный, чтобы измерять малейший ветерок или изменение скорости ветра.

Кто использует анемометры?

Анемометр — отличный инструмент для всех, кто интересуется погодой. Тем, кто летает на дронах, радиоуправляемых самолетах или вертолетах, необходимо измерять скорость ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи. Анемометры являются обычным явлением на кораблях, потому что скорость ветра определяет высоту волны.

Они также являются необходимой частью метеостанций, таких как Davis Vantage Vue или Vantage Pro2. Анемометр на Davis Vantage Pro2 или Vantage Vue Sensor Suites, который включает в себя флюгер, прошел испытания в аэродинамической трубе на скорости до 200 миль в час.

Для сравнения, самый сильный порыв ветра, когда-либо зарегистрированный персональной метеостанцией (199 миль в час), был зафиксирован анемометром Дэвиса во время урагана Ирма, обрушившегося на Подветренные острова в сентябре 2017 года.

Анемометр Davis Vantage Pro2 можно использовать в качестве удаленная ветростанция с датчиком-передатчиком в качестве замены анемометра в наборе беспроводных датчиков Vantage Pro2 или в качестве автономной ветростанции с WeatherLink Live или EnviroMonitor.

Компания Davis Instruments занимается производством инструментов для личного и профессионального использования уже более 50 лет. Вся их продукция известна своей надежностью, точностью и долговечностью в полевых условиях.

Определение погодных терминов — полный список

Что такое анемометр? – Максимальные метеоинструменты

29 июня 2022 г. 21 июля 2022 г. Измерение ветра

Термин «анемометр» происходит от греческого слова anemos, означающего ветер. Самое раннее описание анемометра было сделано в 1450 году итальянским архитектором, художником и писателем Леоном Баттистой Альберти. Анемометр – это прибор, который измеряет скорость ветра и давление ветра. Анемометры сообщают скорость ветра в милях в час (миль в час), километрах в час (км/ч), метрах в секунду (м/с) или узлах.

 

Кто использует анемометры?

Метеорологи

Анемометры являются важными инструментами для метеорологов, которые анализируют погодные условия, скорость и направление ветра. Имея данные, метеорологи могут рассчитать давление ветра. Давление ветра – это сила, с которой ветер воздействует на конструкцию. Измерение скорости ветра важно для определения погодных опасностей, особенно для предупреждений о торнадо и воздействия сильного ветра.

Аэрокосмические инженеры и физики

Анемометры являются важными инструментами для аэрокосмических инженеров для определения концепций дизайна, чтобы сделать их более аэродинамическими, и физики в настоящее время изучают теорию одномерных ультразвуковых анемометров, влияние скорости ветра и температуры на распространение звука.

 

Морские операции

Анемометры являются важным инструментом для морских операций, поскольку скорость ветра определяет высоту волны. Большие волны могут вызвать проблемы с навигацией у моряков.

Прыжки с парашютом

Анемометры важны для прыжков с парашютом, потому что необходимо рассчитать скорость ветра, чтобы гарантировать безопасность парашютиста во время прыжка. Внезапные изменения ветра могут затруднить приземление парашюта.

 

Пилоты дронов и летательные аппараты

Анемометры важны для пилотов дронов, потому что внезапный порыв ветра может дезориентировать дрон и привести к его падению. Некоторые дроны стоят более 10 000 долларов и оснащены LiDAR (обнаружение света и дальность) и обнаружением метана, используемыми для 3D-моделей и обнаружения опасных утечек газа.

Системы посадки самолетов используют анемометры для определения правильной скорости и процедуры посадки. Анемометры также могут помочь в выборе идеальной взлетно-посадочной полосы, установлении кратчайшего маршрута полета и предотвращении возможной турбулентности.

 

Сельское хозяйство

Анемометры важны для сельскохозяйственной отрасли, поскольку опрыскивание сельскохозяйственных культур в значительной степени зависит от характера ветра и использует анемометр для выполнения повседневных операций. Определение правильной скорости ветра имеет решающее значение, потому что химикаты могут не прилипать должным образом к определенной культуре и, что еще хуже, повредить и убить соседние культуры.

Типы анемометров и принцип их работы

Чашечный анемометр

Наиболее распространенный тип анемометра имеет три или четыре чашки, прикрепленные к горизонтальным рычагам. Руки крепятся к вертикальной штанге. Когда дует ветер, чашки поворачиваются, заставляя удочку вращаться. Чем сильнее дует ветер, тем быстрее крутится удочка.

Анемометр подсчитывает количество оборотов или оборотов, которые используются для определения скорости ветра. Поскольку скорость ветра непостоянна, скорость ветра обычно усредняется за короткий период.

Ветряные анемометры

Ветряные анемометры используются для расчета скорости ветра. Ось будет вращаться, двигаясь параллельно направлению ветра. Он также будет состоять из аэрована, представляющего собой пропеллер, и хвостового оперения для точного определения скорости и направления ветра.

 

Анемометр с термоанемометром

Анемометр с термоанемометром использует тот факт, что воздух охлаждает нагретый объект, когда он проходит над ним. В анемометре с термоанемометром тонкая проволока с электрическим подогревом помещается на ветер. Количество энергии, необходимое для поддержания температуры провода, используется для расчета скорости ветра. Чем выше скорость ветра, тем больше энергии требуется для поддержания постоянной температуры провода.

 

Трубчатый анемометр

Трубчатый анемометр использует давление воздуха для определения давления или скорости ветра. Трубчатый анемометр измеряет давление воздуха внутри стеклянной трубки, закрытой с одного конца. Сравнивая давление воздуха внутри трубы с давлением воздуха снаружи трубы, можно рассчитать скорость ветра.

 

Анемометр с напорной трубкой

Ветроуказатель также считается анемометром с напорной трубкой и обычно используется в аэропортах. Более широкий конец носка улавливает ветер, когда он дует в него. Поскольку больший конец может смещаться по направлению ветра, этот тип анемометра может определять направление ветра. В зависимости от того, насколько сильный ветер дует, тем выше он поднимается к поверхности.

Анемометр с нажимной пластиной

Анемометр с пластиной помогает измерять давление ветра. В пластинчатом анемометре плоская пластина сжимается с пружиной, которая измеряет силу ветра. Пластинчатые анемометры в основном используются в высокогорных районах. Эти анемометры важны при прогнозировании погоды, потому что они указывают время и области опасно высокого давления. Например, на мостах размещают пластинчатые анемометры для подачи сигналов тревоги во время сильных ураганов

 

Заключение

Анемометры используются практически на каждой метеостанции, от морозной Арктики до чрезвычайно жарких экваториальных регионов.