Анемометра – Анемометр чашечный: принцип действия, лучшие модели

Назначение и основные типы

Анемометр представляет собой прибор, который производит замеры скорости движения воздушных потоков в среде и демонстрирует полученные результаты на шкале или экране.

Данное приспособление может применяться в производственных помещениях, на метеостанциях, жилых комплексах с установленными системами кондиционирования и вентилирования воздуха.

В продаже представлено множество аппаратов, которые можно рассмотреть фото анемометра. В некоторых случаях они могут считывать даже температуру. Но при желании простейшая конструкция изготавливается и собственными руками.

Аналоговые приборы

Они считаются более точными, имеют шкалу с делениями и заданным уровнем погрешности. Величина отклонения считанных данных от фактических определяется точностью зрительного восприятия оператором положения стрелки на шкале.

При этом подбираемое оборудование должно соответствовать цели использования. С учетом этого фактора подбирается подходящая модель с требуемой величиной деления на шкале.

Цифровые модели

Электронные анемометры предполагают использование технологии преобразования аналоговых сигналов, поступающих из внешней среды, в цифровые, которые выводятся на жидкокристаллический экран.

В процессе преобразования могут возникать разнообразные отклонения, проявляющиеся в виде погрешности замеров. В зависимости от моделей предусматривается возможность занесения данных в память и подключения к компьютеру.

Для представления данных применяются разные единицы измерения или шкала Бофорта. Более современные приборы позволяют замерять температуру. Это простые и удобные приборы, которые, однако, стоят дороже аналоговых.

Разновидности устройств

Для измерения параметров движения воздушных потоков могут применяться разнообразные по конструкции виды анемометров. Каждый из них имеет свои особенности, преимущества и возможности использования в конкретных условиях.

Крыльчатая конструкция

В таком приборе существует особая деталь – крыльчатка в виде лопастей или вентилятора. Она установлена в защитном кольце. Существуют модели, в которых лопасти имеют жесткое крепление к измерительной части или соединение при помощи гибкого привода.

Крыльчатый анемометр действует следующим образом. При попадании воздушных масс на «вентилятор» меняется скорость, с которой вращаются лопасти.

Зубчатый механизм приводится в работу, что заставляет функционировать счетный механизм. Одновременно существует возможность определения и направления ветра.

Применяются для измерения скорости от 0,1 м/с.

Чашечные модели

Это более простое устройство, в котором в качестве крыльчатки используется другая конструкция – вертушка с полушариями. Их может быть два или четыре. При появлении ветра увеличивается давление на поверхность внутри чашечек. Его величина больше давления на внешнюю поверхность.

Анемометр чашечный запускается – чашечки начинают вращаться. Лопасти подсоединены к измерительной части. В результате появляется возможность считать полученный результат.

Термоанемометр

Это акустическая модель, принцип действия которой основан на измерении звуковой скорости. Скорость звука измеряется с учетом изменения направления ветра.

Звуковая информация в электронно-цифровом блоке преобразуется в сигнал, который и используется в оценке скорости. Рассматриваемый акустический термодатчик является электронным и имеет возможность измерить еще и температуру.

Как правильно выбирать

Анемометры выбираются в соответствии с целями использования. Наиболее важным параметром является предел замеров скорости. Для обустройства систем кондиционирования подойдет агрегат с расчетным интервалом 0-10 м/сек., а вот в процессе проектирования вентиляционных систем на производстве и на крупных торговых площадях не обойтись без анемометра с диапазоном 0-20 м/сек.

Рассматривая каталог цифровых анемометров, особое место среди них занимают модели с возможностью замера температуры. В теплых регионах и зонах со щадящим климатом можно применять оборудование, фиксирующее положительные температуры. А в районах с суровым климатом потребуются аппараты, замеряющие параметры от -20 градусов.

Важно ориентироваться и на точность измерения. В наиболее ходовых моделях погрешность варьируется в пределах 1,5-5%. Менее точные приборы применяются в тех областях, где величина ошибки не имеет существенного значения.

Особенности пользования

Правильно производить расчеты поможет инструкция для анемометра. Прибор можно закрепить на шест нужной длины, после чего поднять на высоту, ориентируя положения по ветру. После 10-минутного замера данные считываются.

Для аналоговых моделей требуется соотношение с поверкой. По цифровым устройствам необходимо взять информацию с табло.

Аналогично получают данные по замерам в системах вентилирования и кондиционирования. Прибор нужно разместить в требуемом месте системы и произвести измерения скорости воздушных потоков.

Анемометр является полезным и информативным прибором, позволяющим обеспечить соответствие условий в различных помещениях и на открытых участках нормативным значениям. Устройство просто в использовании, точность данных достаточно высока.

Фото анемометра

Также рекомендуем посетить:

zdesinstrument.ru

Анемометры. Различные типы анемометров и их применение.

Измерение скорости ветра и воздушных потоков

В зависимости от конструкции, анемометры разделяют на несколько типов.

Самым простым принципом действия обладают чашечные анемометры. Чувствительным элементом в этом типе приборов является вертушка с четырьмя или двумя полыми полушариями (чашечками). При возникновении ветра давление на внутреннюю поверхность чашечек оказывается больше чем на внешнюю и вследствие этого возникает вращение лопасти. Ось лопасти соединена с измерительным механизмом. Для определения средней скорости ветра подсчитывается количество оборотов лопасти за произвольный промежуток времени. Мгновенную скорость ветра вычисляет электрический индукционный тахометр, связанный с осью прибора. Чашечные анемометры применяются в основном для измерения скорости воздушных потоков на открытых местностях (штормовые порывы ветра на море, метеорологические измерения и т. п.) и служат для измерения достаточно больших скоростей ветра (от 1 м/с).

Другой тип анемометра – крыльчатый анемометр – применяется для определения скорости воздуха в трубах, вентиляционных каналах и системах кондиционирования. В крыльчатых анемометрах лопасть заключена в кольцо, которое защищает ее от повреждений. Лопасть может быть жестко соединена с измерительной частью (в более дешевых вариантах), или иметь контакт с прибором посредством гибкого провода. Это позволяет измерять скорость воздуха в труднодоступных местах. Крыльчатые анемометры более чувствительны, чем чашечные. Они способны измерять скорость ветра, начиная от 0,1 м/с.

К менее распространенным типам анемометров относятся ультразвуковой анемометр (принцип работы основан на измерении скорости звука между передатчиком и приемником, которая зависит от скорости ветра),

Современные цифровые анемометры оснащены жидкокристаллическим экраном, на который выводится результат. Скорость ветра для удобства может отображаться в различных единицах измерения (мили/ч, км/ч, футы/мин, м/с, узлы), или по шкале Бофорта – двенадцатибальной шкале, использующейся для приближенной оценки скорости ветра (0 соответствует безветрию, а 12 – урагану). Некоторые анемометры имеют такую дополнительную функцию как измерение температуры воздушного потока. Более дорогие приборы можно подключать к компьютеру для отображения графиков скорости ветра в режиме реального времени.

При таком разнообразии анемометров иногда бывает сложно определиться с выбором конкретного прибора.

К примеру, для измерения скорости потока непосредственно на вентиляционной решетке лучше всего подойдет крыльчатый анемометр с большим диаметром лопасти (6-10 см). В таком случае размеры лопасти будут сопоставимы с диаметром вентиляционного канала, и потребуется минимальное количество измерений для определения точного результата.

Измерение скорости воздушных потоков в самом воздуховоде можно провести крыльчатым анемометров с малым диаметром крыльчатки (1,6-2,5 см) или тепловым анемометром. Такие приборы используют для измерения небольших скоростей ветра (< 2 м/с). В этом случае точность измерения будет ниже и потребуется провести больше замеров. Если температура воздушных потоков превышает 80 °С, необходимо использовать крыльчатый анемометр с термостойкими крыльчатками. С помощью крыльчатых анемометров можно проводить измерения и в засоренных вентиляционных каналах.

Крыльчатые анемометры оказываются очень полезными при измерениях воздушных потоков в офисных помещениях. Большая скорость ветра (> 1 м/с) приводит к появлению сквозняков, что может негативно отразиться на здоровье работников.

Для шахт и рудников применяются специальные рудничные анемометры, которые способны работать во взрывоопасной воздушной среде при высокой запыленности. Они могут переносить повышенную влажность (вплоть до 100%) и значительные перепады температур.

В зависимости от Ваших потребностей Вы всегда можете подобрать для себя наиболее подходящий анемометр, который позволит с легкостью проводить измерения скорости ветра в необходимых для Вас местах.

Публикация данного материала в других источниках и его перепечатка без прямой ссылки на первоисточник (сайт ЭкоЮнит Украина) строго запрещена.

ecounit.com.ua

Анемометр Википедия

Анемо́метр, ветроме́р^[1][2] (от др.-греч. ἄνεμος — ветер и μετρέω — измеряю) — прибор для измерения скорости движения газов, воздуха в системах, например, вентиляции. В метеорологии применяется для измерения скорости ветра.

По принципу действия различают механические анемометры, в которых движение газа приводит во вращение чашечное колесо или крыльчатку (подобие воздушного винта), тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела, обычно накаливаемой проволоки, от движения газа, ультразвуковые анемометры, основаны на измерении скорости звука в газе в зависимости от движения его, так, навстречу ветру скорость звука ниже, чем в неподвижном воздухе, по ветру — наоборот, выше.

Механические анемометры

Описание первого механического анемометра составил около 1450 года Леон Баттиста Альберти в своём труде «Математические забавы» (лат. Ludi rerum mathematicarum), приложив его чертёж^[3]. Его действие основывалось на отклонении ветром висящей доски. Похожий анемометр начертил в «Атлантическом кодексе» (лист 675) Леонардо да Винчи тремя десятилетиями позднее Альберти^[4][5]:53.

Чашечный анемометр

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

Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Робинсон предполагал, что для такого анемометра линейная скорость кругового вращения чашек составляет одну треть от скорости ветра, и не зависит от размера чашек и длины спиц. Проделанные в то время эксперименты это подтверждали. Более поздние измерения показали, что это неверно, т. н. «коэффициент анемометра» (величина обратная отношению линейной скорости к скорости ветра) для простейшей конструкции Робинсона зависит от размеров чашек и длины спиц и лежит в пределах от двух до чуть более трёх.

Трёхчашечный ротор, предложенный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования формы чашек Бревортом и Джойнером в 1935-м году сделали чашечный анемометр линейным в диапазоне до 100 км/ч (27 м/с) с погрешностью около 3 %. 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). Определив круговой сектор относительно метеостанции, в котором скорость увеличивается или уменьшается, определяется направление ветра.

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.

Крыльчатые анемометры

В таких анемометрах поток воздуха вращает миниатюрное лёгкое ветровое колесо (крыльчатку), ограждённую металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. Вращение крыльчатки через систему зубчатых колёс передаётся на стрелки счётного механизма.

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.

Наиболее распространённые анемометры с крыльчаткой-зондом — это Testo 416, анемометр ИСП-МГ4, анемометр АПР-2 и другие.

Тепловой анемометр

Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.

Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.

Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)

Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.

Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.

Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.

Ультразвуковой анемометр

Принцип 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.

См. также

Примечания

Литература

wikiredia.ru

Виды анемометров: чашечный, крыльчатый, термоанемометр

 О чем эта статья

Простейший анемометр это прибор измеряющий скорость ветра. В настоящий момент скорость ветра это не единственный параметр, который могут измерять эти приборы, они также в состоянии измерить температуру воздуха.

Существует 3 вида анемометров:

• Анемометр чашечный
• Анемометр крыльчатый
• Термоанемометр

Есть также и другие более экзотические виды, но они почти не используются или используются в узких областях. Например, существует анемометр, принцип работы которого заключается в измерении температуры пластины. На эту пластину дует ветер скорость которого нужно измерить. Ветер охлаждает пластину и чем сильнее он дует, тем сильнее охлаждает. Таким образом по температуре пластины можно определить скорость ветра. Такой анемометр получил название тепловой. Но это, как уже отмечалось выше, достаточно экзотическое устройство.

Чашечный анемометр

Чашечный анемометр хронологически появился раньше всех, он достаточно прост по своему устройству. На изображении показано как он может выглядеть. Название свое получил от формы лопастей полусферической формы похожих на чашки.

Скорость ветра данный тип анемометров может измерять в одном направлении, перпендикулярном оси вращения. Ветер вращает чашки, и по скорости их вращения можно измерить скорость ветра (напомним, что угловую скорость можно измерить например с помощью энкодера).

Крыльчатый анемометр

Другое его название лопастной, а по дословному переводу его названия (windmill anemometer) на русский язык также иногда называют мельничным анемометром.

Главное отличие этого типа анемометра от прошлого, в том что деталь улавливающая скорость ветра выполнена в форме вентилятора. Ветер, попадая на него вращает лопасти и скорость их вращения измеряется.

По своему внешнему виду крыльчатый анемометр может быть также похож на флюгер. По принципу флюгера он меняет свое направление от направления ветра, выстраиваясь вдоль его. А лопасти закрепленные на его конце вращаются со скоростью ветра. Таким образом, кроме скорости, этот прибор определяет также направление ветра, что и является его преимуществом.

Термоанемометр

Термоанемометр по своей сути является акустическим прибором, то есть использует определение характеристик звука (а именно скорость звука), а затем эту информацию преобразует в нужный сигнал.

Термоанемометр по сравнению с двумя первыми типами гораздо современнее и для систем автоматики чаще всего применяется он. Его уже можно назвать полноценным контрольно измерительным прибором.

Принцип действия заключается в следующем. Скорость звука меняется в зависимости от того в каком направлении она меряется, то есть можно сказать что скорость звука зависит от направления ветра . Скорость звука и измеряет этот прибор, а затем преобразует ее в скорость ветра. Но термоанемометр не был бы термо- если не определял также температуру ветра, он делает это подобно обычному акустическому термодатчику.

Опубликована 28-01-12.

www.devicesearch.ru.com

Анемометры | Приборы для измерения скоростей воздуха

Анемометр ручной крыльчатый АСО-3 типа Д предназначен для измерения скорости воздуха от 0,2 до 6 м/сек.

Перед замером записывается начальное показание счетчика анемометра, затем анемометр с выключенным механизмом вводится в воздушный поток и через 5—10 сек. счетчик включается одновременно с секундомером. Через 1—2 мин. или через 50—100 сек. (для удобства в последующих подсчетах) счетчик выключается и записывается конечное его показание.

Разность конечною и начального отсчетов делится на число секунд замера, а результат по тарировочному графику, которым должен быть снабжен каждый анемометр, переводится в скорость (в м/сек).

Анемометр чашечный предназначен для измерения скоростей от 1 до 20 м/сек.

Определение скорости воздушного потока производится так же, как и при работе с крыльчатым анемометром.

Анемометр крыльчатый с часовым механизмом (фирмы «Розенмюллер» ГДР — рис 17) состоит из колеса с алюминиевыми лопастями, укрепленного на стальной оси, вращающейся в цапфовых подшипниках.

Счетный и часовой механизмы расположены в центре анемометра Циферблат имеет две шкалы большую, разбитую на 100 делений, и малую, разбитую на 10 делений Деление малой шкалы соответствует 100 делениям большой шкалы.

Управление анемометром производится двумя рычагами Рычаг 3 отводится влево и отпускается. При возвращении рычага в исходное положение включается часовой механизм спустя 30 сек автоматически включается счетный механизм. За эти 30 сек колесо анемометра получает полный разгон.

Счетный механизм работает в течение 60 сек, после чего автоматически выключается и на циферблате непосредственно отсчитывается путь, пройденный воздушным потоком за 1 мин в м.

Стрелки счетного механизма приводятся к нулю (к начальному положению) нажатием на кнопку рычага.

Завод часового механизма производится вращением головки ключа.

Истинное значение скорости воздушного потока в м/сек определяется по паспорту, прилагаемому к каждому прибору
Анемометр чашечный с часовым механизмом (фирмы «Розенмюллер», ГДР) снабжен тремя полусферическими чашечками, укрепленными на оси, вращающейся в цапфовых подшипниках Он снабжен счетным и часовым механизмами. Циферблат  счетного механизма имеет такие же шкалы, как у крыльчатого анемометра с часовым механизмом.

Красная стрелка на циферблате вращается при работе счетного механизма и останавливается при его выключении. Перед замером прибор вносится в поток воздуха, и спустя некоторое время рычаг отводится до упора вниз и отпускается. При возвращении рычага в исходное положение включаются счетный и часовой механизмы. Спустя 100 сек с момента включения прибора счетный механизм автоматически останавливается, и с циферблата снимается показание анемометра, выраженное в м/сек Стрелки приводятся к нулю нажатием на кнопку.

Правила измерения скоростей воздуха анемометрами

Измерения анемометрами производятся в проемах внешних ограждений зданий, в приточных и вытяжных отверстиях, в открытых концах воздуховодов и т п.

Анемометры должны быть укреплены на рейках, чтобы не заслонять площадь живого сечения проема, в котором производятся замеры Пуск и выключение счетного механизма должны осуществляться с помощью шнура.

Ось колеса чашечного анемометра должна быть перпендикулярна направлению потока, а ось колеса крыльчатого анемометра должна совпадать с направлением потока.

В каждом проеме замер производится 2 раза. Разница между замерами не должна превышть ±5%, в противном случае производит дополнительный замер.

В открытых отверстиях и проемах размером до 1—2 м² скорость воздуха замеряется при медленном равномерном передвижении анемометра по всему сечению отверстия или проема.

При больших размерах сечение разбивается на несколько равных площадей и замеры производятся в центре каждой из них. При этом за истинную скорость принимается среднее арифметическое значение замеренных скоростей.

В отверстиях, закрытых решетками, замеры производятся крыльчатым анемометром, снабженным насадкой, который в процессе замера плотно примыкает к решетке. Насадок обычно изготовляется из листовой стали или винипласта.

Замеренная скорость должна быть скорректирована поправочным коэффициентом, величина которого обычно находится в пределах 0,7—1.

Для приближенного определения значения этого коэффициента изготовляется насадок, сечение которого соответствует габаритам решетки, а длина (относ от решетки) составляет не менее двух длин большей ее стороны. Искомый коэффициент равен отношению расхода воздуха, определенного по скорости, замеренной в насадке, сделанном по габариту решетки, к расходу воздуха, определенному по скорости, измеренной непосредственно у решетки.

www.stroitelstvo-new.ru

Анемометр — Википедия

Анемо́метр, ветроме́р^[1][2] (от др.-греч. ἄνεμος — ветер и μετρέω — измеряю) — прибор для измерения скорости движения газов, воздуха в системах, например, вентиляции. В метеорологии применяется для измерения скорости ветра.

По принципу действия различают механические анемометры, в которых движение газа приводит во вращение чашечное колесо или крыльчатку (подобие воздушного винта), тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела, обычно накаливаемой проволоки, от движения газа, ультразвуковые анемометры, основаны на измерении скорости звука в газе в зависимости от движения его, так, навстречу ветру скорость звука ниже, чем в неподвижном воздухе, по ветру — наоборот, выше.

Механические анемометры

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.

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). Определив круговой сектор относительно метеостанции, в котором скорость увеличивается или уменьшается, определяется направление ветра.

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.

Крыльчатые анемометры

В таких анемометрах поток воздуха вращает миниатюрное лёгкое ветровое колесо (крыльчатку), ограждённую металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. Вращение крыльчатки через систему зубчатых колёс передаётся на стрелки счётного механизма.

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.

Наиболее распространённые анемометры с крыльчаткой-зондом — это Testo 416, анемометр ИСП-МГ4, анемометр АПР-2 и другие.

Видео по теме

Тепловой анемометр

Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.

Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.

Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)

Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.

Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.

Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.

Ультразвуковой анемометр

Принцип 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.

См. также

Примечания

1. ↑ Ветромер // Толковый словарь русского языка: В 4 т. / Под ред. Д. Н. Ушакова. — М.: Гос. ин-т «Сов. энциклопедия»; ОГИЗ, 1935. — Т. 1.
2. ↑ Самойлов, К. И. Ветромер // Морской словарь. — М.—Л.: Госвоенморздат, 1941.

Литература

wiki2.red

Что такое анемометр 🚩 сделать анемометр 🚩 Разное

Так, канадский ученый Джон Паттерсон в 1926 году предложил убрать одну чашку, сделав анемометр трехлопастным, а физики Бреворт и Джойнер улучшили точность измерений, выдаваемую прибором, благодаря чему погрешность, получаемая при измерениях современными чашечными анемометрами, обыкновенно не превышает 3%. Сегодня анемометры наиболее часто применяются при проведении высотных строительных работ, например, устанавливаются на грузовые краны, что позволяет вовремя определить значительное усиление ветра и предупредить негативные последствия этого атмосферного явления.

Ультразвуковые анемометры, как и другие типы этих и других измерительных приборов, на территории Российской Федерации представляют собой товары, подлежащие обязательной сертификации.

www.kakprosto.ru