Приборы для измерения скорости и направления ветра

Наши специалисты подготовили материал на тему «Приборы для измерения скорости потока и их применение в различных сферах» для вашего ознакомления.

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.

скорость в воздуховоде

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. Так же, измерения необходимо проводить при плановых проверках, чистках, ремонтах, в общем, при обслуживании вентиляции. Помимо этого, измеряют также скорость движения дымовых газов и др.

добавить свое слово

Анемометр

Прибор для измерения скорости движения воздуха 9 букв

Слово из 9 букв на букву А, вторая буква Н, третья буква Е, четвертая буква М, последняя буква Р

Виды анемометров

Современный анемометр, выпускаемый профессиональной организацией, может иметь несколько вариантов исполнения. Основными видами измерителей потоков воздуха служат:

  • анемометр чашечный – имеет наиболее простую конструкцию, лопасти такого прибора выполнены в форме полусфер, которые вращаются под действием воздушного потока и измеряют его скорость в одной плоскости;
  • лопастной или крыльчатый анемометр – улавливающая деталь такого измерителя имеет форму вентилятора, его лопасти способны не только определять скорость потоков, но и устанавливать их направление;
  • термоанемометр – усовершенствованный вид оборудования, позволяющий определять скорость движения воздуха, его объемный расход и температуру.

Применение подобных приборов позволяет контролировать параметры окружающей среды, а также осуществлять мониторинг микроклимата в помещениях различного характера.

Как выбрать анемометр

Перед изучением ТОП-12 отметим главные критерии выбора анемометра:

  1. Конфигурация прибора. Есть аппараты в едином корпусе, а есть с раздельным исполнением вычислительного и считывающего устройства. Первый вариант пригодится, если к местам забора проб есть легкий доступ на вытянутой руке оператора. Когда решетка вентиляции или вытяжки расположена высоко, то практично использовать датчик на проводе (закрепленный на телескопической штанге), чтобы подать его к месту считывания показаний, и наблюдать результат внизу.
  2. Диапазон измерения. Одни модели способны измерять скорость ветра в диапазоне 0-10 м/с. Этого достаточно для проверки системы кондиционирования. Когда предстоит тестировать работу вентиляции или вытяжки, то выбирайте анемометры, рассчитанные на 0-30 или 0-50 м/с.
  3. Чувствительность. Это минимальный порог движения воздуха, который способен засечь прибор. Показатель бывает от 0.1 до 0.9 м/с. Чувствительность важна там, где требуется определить наличие даже самого слабого задувания.
  4. Возможность замера температуры. Большинство устройств способны фиксировать и температуру проходящего потока. Только одни могут выполнять замер лишь положительной температуры, а другие имеют чувствительность к отрицательным в пределах -10…-20 градусов.
  5. Погрешность. Анемометры способны измерять скорость движения воздушного потока с неточностью 0.1-0.5 м/с, что составляет погрешность 1-5%. Если отклонения от истинных значений не столь важны (тяга камина, вентиляция коридоров), то достаточно прибора с погрешностью 5%. Когда речь идет об измерении притока воздуха в жилых помещениях или местах разведения скота, то необходимы аппараты с минимальной погрешностью.
  6. Время автономности. Все анемометры работают от батареек или аккумулятора. Период автономности варьирует от 8 до 60 часов. Учитывайте это, если впереди большие объемы замеров с каждодневными проверками.

Еще анемометры разделяются по способу считывания потока газа, где существует три самых распространенных категории, на которые поделен наш обзор.

Для чего используется прибор

На сегодняшний день прибор анемометр можно встретить в различных отраслях деятельности:

  • На станциях метеорологии, которые работают с целью наблюдения за погодой.
  • В аэропортах. Ими пользуется служба безопасности полетов.
  • Для определения тяги в системах вентиляции в отраслях добычи горных пород и угля.
  • В строительстве анемометры используются для обеспечения безопасности: прибор закрепляют на верхней части стрелы крана. При достижении скорости ветра выше заданного параметра работы проводить запрещается.
  • В сельском хозяйстве данный прибор используется при проведении обработки посевов средствами химической защиты и удобрениями.

прибор для измерения скорости ветра

Это список основных направлений, где используется прибор для измерения скорости. Отдельные виды могут измерять дополнительно направление ветра в различных плоскостях, температуру воздуха. Единицы измерения скорости ветра – метры в секунду – используются в приборах всех видов.

Устройство и принцип работы

Анемометр позволяет провести измерение скорости и направление ветра. Он улавливает скорость воздушного потока, после чего обрабатывает полученную информацию и передает на регистрирующее устройство.

Основными узлами конструкции являются всего три блока:

  • Блок, непосредственно измеряющий скорость воздушного покоя. Если говорить точнее, то прибор улавливает возмущение воздушных масс, которое образуется в результате движения потока воздуха.
  • Преобразователь, который служит для преобразования воздушных возмещений в физический параметр.
  • Регистрирующее устройство, которое принимает сигнал от преобразователя.

Образуется своеобразная цепочка, на каждом из этапов которой свою роль выполняет отдельный блок.

анемометр ручной

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.

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.

Анемометр АСО-3

Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.

Термоанемометр ПКМ-50

Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.

Ультразвуковой анемометр

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.

Анемометры с трубкой Пито

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.

Дифманометр и установка

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.

Мужчина с балометром

Где требуется измерение скорости воздушных потоков

izmerenie-skorosti-potoka.jpg

Эксплуатация анемометров распространена в самых разнообразных областях – покупка измерительного прибора необходима в любой сфере, где требуется информация о характеристиках воздушных потоков. В первую очередь, измерение анемометром востребовано на метеорологических станциях – с помощью показателей скорости воздуха специалисты могут спрогнозировать многие погодные явления. Также анемометрами оборудуются объекты, имеющие промышленные системы кондиционирования, отопления и вентиляции помещений. Необходимость в измерении скорости ветра возникает и в авиации, строительно-монтажных работах, энергетике, горной добыче, агропромышленных комплексах, подземных коммуникациях и даже спорте (например, чашечный анемометр задействуют при проведении соревнований, зависящих от параметров ветра: метание копья, полеты на параплане, парусные регаты, гребля).

См. также

  • Анеморумбограф
  • Шкала Бофорта

Тепловые анемометры

Не слишком востребованы тепловые приборы. Чаще всего необходимость в их применении возникает при измерении показателей медленных воздушных потоков.

Функционирует тепловой датчик скорости ветра по принципу измерения температуры нити накаливания либо специальной пластины, на которую оказывается давление воздуха. При различных показателях потока выделяется определенное количество энергии, которое позволяет поддерживать ту или иную температуру теплового элемента. Таким нехитрым способом и определяется скорость ветра.

Разнообразие моделей

В зависимости от принципа действия, прибор для измерения скорости ветра изготавливается в трех вариантах:

  • Механический. За счет движения воздуха в них происходит вращение отдельных элементов. В данную категорию относится анемометр чашечный и крыльчатый (или лопастной). Они отличаются между собой конструкцией элемента, который воспринимает потоки воздуха.
  • Нагревательные (или тепловые). В их конструкцию входит нагревательный элемент (обычно это простая накаливаемая проволока). Под воздействием движущихся воздушных масс данный элемент остывает. Прибор определяет степень снижения температуры.
  • Ультразвуковые, которые измеряют скорость движения звука. Звук, проходя сквозь движущийся газ, обладает различной скоростью. Если он движется навстречу ветру, то его скорость будет ниже. И наоборот, при движении в одну сторону с ветром, его скорость будет выше, чем в неподвижном воздухе.

Советы по использованию прибора

Начинать работу с прибором следует после изучения элементов его управления. Если принцип работы может быть общим, то обозначения в дисплее и особенности предоставления конечной информации могут иметь индивидуальный характер. Пользоваться прибором следует только в условиях, которые допустимы для конкретной модели. Многие изготовители, к примеру, предостерегают от использования аппаратов под прямыми солнечными лучами. Дело в том, что анемометр – это в первую очередь средство измерения, поэтому любое агрессивное воздействие даже на корпус может отразиться на его точности. Это же касается и повышенного содержания пыли в воздушных потоках. После такого использования следует выполнить тщательную чистку лопастей или чаш анемометра.

поверка анемометра

Точность прибора может понижаться не только из-за грубого нарушения правил эксплуатации, но и в течение продолжительного времени работы. Поэтому для поддержания оптимального уровня достоверности предоставляемых данных производится поверка анемометра, которая состоит из нескольких операций. В домашних условиях, например, ее можно выполнить путем анализа целостности внешних поверхностей, корректности установки рабочих элементов и тестирования функции средства вывода информации.

Классификация анемометров и принцип их работы

Существует множество разновидностей анемометров, однако чаще всего для измерений используют:

  • чашечный;
  • крыльчатый;
  • ультразвуковой.

Чашечный анемометр

Чашечный анемометр имеет самую простую конструкцию: подвижный элемент с четырьмя лопастями. Как только ветер на них воздействует, ось начинает вращаться и передавать данные измерительному прибору. Он фиксирует число вращений лопастей за конкретный период времени. Анемометр этого типа идеально подходит для использования на открытой местности, поэтому ценится метеорологами.

Крыльчатый анемометр

Крыльчатый анемометр наиболее распространен среди приборов, измеряющих скорость воздушных масс. Он состоит из крыльчатки, защищенной кольцом, и соединенной напрямую либо гибким проводом с измерительным прибором. Такая конструкция позволяет использовать его для регистрации скорости воздуха в труднодоступных местах.

Ультразвуковой анемометр

Ультразвуковой анемометр реже других используют для измерения скорости ветра. Как уже понятно из названия, он измеряет скорость звука в помещении, которая меняется в зависимости от направления перемещения воздушных масс.

Двухкомпонентные устройства помимо скорости ветра могут определять, куда он движется в зависимости от частей света. Скорость звука в такой аппаратуре зависит от времени преодоления ультразвуковыми импульсами расстояния от излучателя до ультразвукового микрофона. Практически все анемометры работают от заряжаемых аккумуляторов или батареек.

Ссылки

  • Анемология // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Принцип функционирования

прибор для измерения скорости ветра
Несмотря на разнообразие анемометров, которые отличаются конструктивно, большинство из них работают по принципу определения характера действия воздушного потока на подвижные вращающиеся элементы.

Приборы данной категории способны определять максимальную текущую скорость ветра при дуновении потока в определенном направлении. Отдельные модели выдают показатели объемного расхода воздуха, температуры потока, влажности. Таким образом, функциональный прибор для измерения скорости ветра превращается в портативную метеостанцию.

Приборы чашечного типа

Анемометр чашечный способен производить измерения только в плоскости, которая расположена перпендикулярно оси вращения. Конструкция прибора представляет собой 4 чашки в форме полусфер, которые одеты на симметричные крестообразные спицы ротора.

Появились первые варианты данного устройства еще в 1846 году. Их создателем является Джон Робинсон. Название он получил благодаря внешнему сходству лопастей с чашкой. Доктор предполагал, что на вращение чашек не оказывают влияние их размер. По его мнению, скорость вращения чашек в три раза меньше, нежели скорость движения ветра. Позднее эту теорию опровергли. Было доказано, что прибор обладает коэффициентом, который находится в пределах от 2 до 3,5.

анемометр чашечный

В 1926 году Джон Паттерсон предложил ротор с тремя чашками. Им было замечено, что максимальный вращающий момент чашек достигается при их повороте на угол 45 градусов в отношении движения ветра.

В начале девяностых прошлого века Дерек Вестон усовершенствовал чашечный прибор для измерения скорости ветра. Его доработки позволили измерить дополнительно направление движения ветра. Достиг он этого простым способом – на одну из чашек установил флажок. При вращении флажок пол оборота движется по ветру, а вторую – против.

Чашечные ручные приборы подсчитывают количество оборотов, совершенных за отведенный промежуток времени. В улучшенных анемометрах ротор связывается с тахометрами различных видов. Данные приборы способны показать мгновенно скорость ветра и его изменение в реальном времени. Интервал измерения – от 0,2 до 30 м/с.

Динамометрические анемометры

датчик скорости ветра
Прибор для измерения скорости ветра может также функционировать благодаря определению показателей давления ветрового потока в средине запаянной с одной стороны Г-образной трубки. Данные получают на основе сравнения избыточного воздушного давления снаружи и внутри элемента.

Динамометрический прибор для измерения скорости ветра применяется не только в метеорологии. Устанавливаются подобные устройства вентиляционных системах и газоходах, где вычисляют объемный расход потоков и их скорость.

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...