Анемометры

Анемометр - Этот прибор состоит из двух основных блоков - набора лопастей, расположенных на его верхушке, и соединенного с ними измерительного механизма.

Существует две основных конструкции измерительного механизма. Первая - более простая. Измеряется число оборотов оси, на которой закреплены лопасти. Затем, с помощью нехитрых вычислений, рассчитывается расстояние, на которое «прокатилась» ось, и делится на соответствующий промежуток времени. В результате получаем усредненную скорость ветра за интересующий промежуток времени. Преимущество такого анемометра - его компактность, поэтому он называется ручным.

Вторая система более громоздкая, но она имеет свои преимущества. Это так называемый индукционный анемометр, в котором к лопастям прикреплен тахометр, работающий по принципу электрической индукции. Преимущество этого прибора в том, что он может определить мгновенную скорость ветра, без излишних вычислений.

Для проведения более точных измерений используются электронные и цифровые анемометры. С их помощью можно вести детальные статистические наблюдения, которые необходимы для долгосрочного прогнозирования. Они компактны и удобны в эксплуатации.

Ручные анемометры

По устройству и принципу работы выделяется несколько типов измерителей скорости ветра. Самым первым и известным является ручной анемометр, с помощью которого вычисляется средняя скорость потока воздуха. Данная разновидность состоит из горизонтальной крестовины, на которой закреплены 4 полые чашки. Благодаря этой особенности такой прибор также называют «чашечный анемометр». В таких анемометрах на шкале стрелками указывается скорость ветра, вращающего чашки. Недостаток чашечной модели заключается в достаточно большой погрешности. Интенсивность вращения емкостей в разных модификациях будет сильно отличаться.

В настоящее время все большую популярность начинает обретать цифровой анемометр. В его основе лежит съемный зонд-крыльчатка. Чувствительный элемент реагирует на большинство изменений в движении ветра и позволяет получить средние показатели скорости за разные периоды времени от нескольких секунд до часа. Благодаря хорошей точности данных, такой анемометр часто применяется в области метеорологических исследований в морских и сухопутных условиях. Кроме того, цифровые виды, как правило, имеют небольшие габариты. Портативный анемометр весит не много и его удобно брать с собой. Таким образом, возможности использования прибора значительно расширяются.

Где используется анемометр

Этот прибор используют, прежде всего, на метеостанциях. Они также устанавливаются на предприятиях с системами кондиционирования производственных помещений, в горнодобывающей отрасли, и других видах деятельности, где необходимо замерять скорость воздушного потока.

Во многих представленных моделях анемометров присутствуют такие нужные для современного специалиста функции как автоматический расчет объемного расхода воздуха, усреднение измеренных данных по времени и по точкам измерений, запись в память результатов замеров и их распечатка на месте, а также подключение к персональному компьютеру. Дополнительным измеряемым параметром в некоторых моделях анемометров является температура окружающего воздуха.

Конструкция анемометров

Конструкция аненометров создана таким образом, чтобы пользователь мог удобно получать сведения о скорости воздушных потоков. Для этого приспособление оснащено тремя структурными блоками:

1.​ Первичным (измеряющим) блоком, посредством которого формируется возмущающее воздействие на ряд физических параметров.

2.​ Преобразователем. Меняющиеся физические параметры модулируют конкретный вид энергии (механическая, пневматическая, электрическая, электромагнитная и т.д.).

3.​ Регистрирующим устройством. Сведения могут быть отображены на механическом счетчике оборотов, цифровом индикаторе, дисплее, стрелкой на шкале и т.д.

По принципу действия датчиков для измерения аненометры могут быть представлены:

• вращающимися (чашечными, лопастными и спиральными);
• нагревательными (термическими);
• ультразвуковыми (акустическими);
• оптическими (лазерными и допплеровскими);
• динамическими или напорными (основанными на трубке Пито);
• вихревыми;
• поплавковыми приборами.

Принцип работы аненометров

Принцип функционирования аненометров строится на свойстве зависимости скорости звука от направления ветра, при этом, от направления показатель может меняется. Различают несколько типов приспособлений, возможности которых позволяют получать определенный набор сведений:

• Двумерные анемометры: рассчитаны на получение показателей скорости и направления, при этом позволяют анализировать только горизонтальные воздушные потоки.
• Трехмерные анемометры. В отличие от предыдущего варианта, позволяют получать замеры на первичные физические параметры. После этого они производят перерасчет по трем компонентам для каждого направления ветра.
• Термоанемометры – функциональные приспособления, которые могут не только измерить воздушные потоки по 3-м направлениям, но и получения сведения о температуре воздуха посредством ультразвука.

Применение аненометров

Анемометры – приспособления, созданные для быстрого и простого получения замеров по скорости и направлению воздушных потоков. Данные устройства нашли применение:

1. на метеостанциях;
2. на предприятиях, где есть необходимость отслеживать путем получения замеров скорости воздушных потоков (заводы, аэропорты, птицефермы и т.д.);
3. инстанциями, контролирующими соответствие помещений допустимым санитарным стандартам;
4. на яхтах и кораблях, где необходимо своевременно узнавать о скорости ветра и его изменении.

Аненометры – незаменимые приспособления, которые являются датчиками к системам по обеспечению воздухом, требуемых параметров для помещений. Таким образом, инсталлируя их к персональному компьютеру можно отслеживать вентиляционные системы и при малейшем отклонении в скорости потока воздуха своевременно реагировать. На некоторых производствах – это жизненно важно. Например: на шахтах, где скапливается большое количество вредных выделений, которые должны выводиться вентиляцией. В противном случае, ситуация может привести к отравлению рабочих и даже трагедии.

Аненометры используются и специалистами в момент приема вентиляционных систем на жилых объектах, а также для контроля за ними и при отладке.

Современные модели аненометров

Современные модификации аненометров рассчитаны на решение большего круга задач в сравнении с их предшественниками. Приспособления, представленные в настоящее время на рынке – это высокоточные сложные цифровые приборы, способные измерять не только скорость воздушного потока, но и осуществлять анализ по качественным и количественным параметрам (показатели температуры, массы воздуха, влажности и т.д.).

Функциональность и точность современных аненометров – основные критерии при выборе прибора, однако не стоит забывать и про качественно-эксплуатационные характеристики. Специалисты советуют обращать внимание на следующие факторы:

1. показатели пыле- и влагозащищенности корпуса;
2. возможность функционирования в условиях агрессивной среды, во взрывоопасных условиях и при экстремальных температурных режимах;
3. набор функций. Заранее определяя, какие опции необходимы потребители смогут приобрести прибор, отвечающий всем запросам, не переплачивая за ненужные;
4. класс точности.

Таким образом, потребители, желающие получить оптимальное решение для будущих задач, следует запланировать требования к прибору заранее. Также при рассмотрении моделей, привлекших внимание, важно ознакомиться с их техническими характеристиками.

В последнее время большинство потребителей уделяет внимание способности прибора передавать показания на персональный компьютер – это очень удобно, ведь таким образом, автоматизировав получение сведений, можно своевременно отследить изменения и скорректировать параметры.

Разновидности аненометров

В настоящее время актуальны цифровые и электронные аненометры с расширенной функциональностью, позволяющие получать следующие замеры: усредненный показатель скорости воздушных потоков за определенный временной промежуток, направления, объемный расход воздуха, влажности, температуры и давления, однако их все по конструкции и принципу действия разделяют на следующие типы:

• чашечные;
• крыльчатые (лопастные);
• термоанемометры (анемометры ультразвукового плана);

Существуют и прочие типы (пневмоанемометры или тепловые анемометры и т.д.), однако на практике они используются очень редко.

Чашечные анемометры

Чашечные анемометры появились еще в 1846 году. Их изобретателем стал Джон Робинсоном. В то время измерительное приспособление представляло собой простейший прибор. Свое название устройство получило из-за характерной конструкции (лопасти – полусферы). Данные приспособления служат для получения замеров скорости воздушного потока, двигающего в одном направлении перпендикулярно к оси вращения. Ветер приводит к вращению чашки и, исходя из скорости вращения, вычисляется скорость потока.

Крыльчатый анемометр

Крыльчатые или лопастные анемометры по своей конструкции напоминают мельницу. Данные приспособления появились немного позднее чашечных, но переняли от них принцип действия и стали более усовершенствованным прототипом. Ключевым отличием крыльчатых от предшествующей модели является конструкционное решение для улавливающей скорость потока детали, но не более. Принцип расчета аналогичен.

Среди крыльчатых аненометров встречаются приспособления с улавливателем ветра в виде флюгера. Рабочий элемент при потоке выстраивается вдоль него и начинает вращаться. По скорости движения флюгера рассчитывают скорость ветра и определяют его направление.

Термоанемометр (Ультразвуковой анемометр)

Термоанемометры или ультразвуковые анемометры представляют собой акустические приспособления. Они действуют по принципу измерения скорости звука, которое взаимосвязано с изменением потока воздуха/ветра. Приспособления данных видов – полноценные контрольно-измерительные устройства, которые часто интегрируются в автоматические системы.

Советы специалистов

При необходимости приобрести оптимальное решение в виде аненометра, специалисты рекомендуют заранее произвести следующие действия:

• обозначить задачи для прибора, включая условия его дальнейшей эксплуатации:
• определить требуемые возможности (функциональность);
• изучить предложения от проверенных производителей и подобрать соответствую модификацию, по приемлемой ценовой категории.

Покупать любую измерительную технику рекомендуется только в специализированных магазинах. Таким образом, потребители смогут избежать приобретения недоброкачественных подделок, эксплуатационный срок и характеристики которых, в большинстве случаев, не совпадает с заявленным лже-производителями. Помните, от точности замеров аненометров зависит здоровье и жизнь людей, поэтому не стоит рисковать!