Анемометры

Анемометры (измеритель скорости ветра, движения газов)

Прибор, контролирующий ветер

Для чего могут понадобиться измерения скорости движения ветра или газов, нетрудно догадаться. Сфера применения анемометров – устройств, контролирующих эти параметры – это не только метеорологические станции, но и любые области жизнедеятельности человека, в кото...

Анемометры (измеритель скорости ветра, движения газов)

Прибор, контролирующий ветер

Для чего могут понадобиться измерения скорости движения ветра или газов, нетрудно догадаться. Сфера применения анемометров – устройств, контролирующих эти параметры – это не только метеорологические станции, но и любые области жизнедеятельности человека, в которых требуется определить скорость перемещения потоков воздуха: вертолётные площадки, клубы дельтапланеризма, аэродромы, спасательные мачты, вентиляционные промышленные системы, парусные суда и многое другое. Но если принцип действия «соплеменника» анемометра – флюгера, известен и понятен многим, то сам анемометр является довольно загадочным прибором. Давайте разбираться по порядку.

От итальянцев до Роберта Гука

Название прибора анемометр происходит от двух греческих слов «анэмос» (ветер) и «метрео» (измерять). Не случайно анемометр по-другому называют «ветрометр». Принято считать, что прибор был придуман математиком из Италии Леоном Баттистом Альберти приблизительно в 1540 году. Однако с тех пор немалому числу учёных ошибочно приписывали славу изобретателя – например, Роберту Гуку, который действительно не единожды пытался разработать собственные версии анемометра. Впрочем, долгое время прибор практически не менялся. Разве что позже, в 18 веке, ирландец Джон Робинсон слегка усовершенствовал конструкцию ветрометра, а в конце 20 века он приобрёл ряд новых функциональных возможностей – например, способность анализировать направление ветра, измерять показатели атмосферного давления, увлажнённость воздуха, его температуру и расход. Таким образом, сегодня анемометр можно назвать своего рода мобильной метеорологической станцией, и в современном приборостроении существует целый спектр моделей, которые даже включают в себя функции гигрометра, манометра и др.

Виды анемометров и их особенности

Анемометры бывают различны по своему строению: механические (крыльчатые и чашечные). По принципу функционирования приборы подразделяются на механические: в них газ заставляет вращаться чашечное колесо либо крыльчатку; тепловые, которые действуют на основе измерений температурных показателей, снижаемых под действием движущегося газа; и ультразвуковые, где в соответствии с различным движением газа изменяется скорость звука.

Максимальное распространение получили чашечные анемометры, представляющие собой ротор с симметрично расположенными чашками-полусферами. Ротор приводится во вращение по вертикальной оси ветром, а счётчик фиксирует количество оборотов насаженных на прибор полусфер за определённое время.

Прибор крыльчатого типа включает в себя небольшое ветровое колесо, передающее вращение на механический счётчик.

Тепловой прибор работает по электронной схеме, и чтобы произвести замеры, следует нагреть нить накаливания, а затем проанализировать её сопротивление. Но наиболее совершенными являются ультразвуковые анемометры: они отслеживают скорость потоков воздуха, ориентируясь на скорость звуков, зависящих от направления ветра. При этом, так как скорость звука подчиняется температуре среды, ультразвуковые приборы оборудованы ещё и встроенным термометром.

Раскрыть

Анемометры  Товаров: 37.

Подкатегория

  • Анемометр крыльчатый (анемометр с крыльчаткой)
    Анемометр крыльчатый (анемометр с крыльчаткой)

    Анемометр крыльчатый (анемометр с крыльчаткой)

    Измерительный прибор анемометр служит для фиксации скорости перемещения потоков воздуха и газов. Дословно его название переводится как «измерять ветер», так как оно происходит от греческих слов «анемос» и «матрео», обладающих соответствующими значениями. Популярной конструктивной разновидностью данного прибора является анемометр крыльчатый (или анемометр с крыльчаткой). Это типовой прибор, определяющий скорость ветра, а также, во многих случаях, объёмный расход и температуру воздуха, что существенно упрощает анализ получаемых данных.

    Принцип действия и основные элементы конструкции анемометра с крыльчаткой

    Традиционный крыльчатый анемометр функционирует по принципу, сходному с работой чашечной разновидности приборов, но при этом представляет собой более компактное устройство, снабжённое миниатюрными лопастями, подобными тем, которые используются в конструкции вентиляторов. За это крыльчатые анемометры зачастую называют лопастными. Крыльчатка, ограждаемая от внешних повреждений металлическим кольцом, начинает вращаться под действием потоков воздуха, и через зубчатые колёса это вращение сообщается стрелкам счётного механизма. Скорость ветра вычисляют посредством деления числа оборотов на коэффициент устройства. Чтобы определить скорость наиболее точно, следует выставить диффузор анемометра по направлению перемещения ветра, поэтому нередко в комплект к устройству прилагается миниатюрный флюгер, которые помогает определить, в какую сторону движутся воздушные потоки. Чувствительность прибора к скорости воздуха составляет, в большинстве случаев, от 0,1 м/с и более.

    Особенности применения крыльчатого анемометра

    Поскольку крыльчатый анемометр улавливает ветер в самом буквальном смысле, у многих его использование вызывает ассоциации, в первую очередь, с установкой на открытом воздухе. Однако это не всегда так, и часто такие приборы находят применение для замеров скорости движения воздуха и в помещениях. Использование крыльчатого анемометра также имеет большое значение в работе вентиляционных систем. Этот прибор можно без труда «вмонтировать» в вентиляционную шахту, благодаря специальной телескопической рукоятке, которой снабжено большинство моделей анемометров. Кроме того, устройство может измерять объёмный расход в вентиляционных системах, а некоторые модели обладают функциями определения точки росы, температуры и других параметров, сопутствующих климатическому анализу, а также способны интегрироваться в уже существующие системы – посредством функции прямой передачи информации на смартфоны и другие устройства хранения и обработки.

  • Анемометр чашечный
    Анемометр чашечный

    Анемометр чашечный

    Чашечный анемометр является старейшей разновидностью, а также наиболее распространённым в настоящее время, типом анемометра – измерительного прибора, который фиксирует скорость движения воздушных потоков и газов. Своё название «чашечное» устройство получило благодаря тому, что оно оснащено лопастями, на концах которых расположены лепестки, выполненные в виде полусфер (чаш). Такая конструкция позволяет прибору «улавливать» движение потоков с наибольшей эффективностью и, как следствие, демонстрировать минимальную погрешность измерений.

    Эволюция типов чашечных анемометров и принцип работы устройства

    Первый простейший чашечный (полусферический) анемометр был изобретён в 1846 году Джоном Робинсоном, сотрудником Арманской обсерватории (Великобритания). Пилотная версия устройства обладала четырёхчашечной конструкцией, а его полусферы были симметрично размещены на концах крестообразных спиц, которые вращались на вертикальной оси со скоростью, пропорциональной скорости ветра при любом его направлении. Усовершенствовал данное изобретение канадец Джон Паттерсон в 1926 году. В его исполнении прибор стал трёхчашечным, и конструктор-метеоролог обнаружил, что если полусферы развернуть к направлению ветра на 45 градусов, то каждая из них продемонстрирует максимально эффективный вращающий эффект. Таким образом, обновлённое устройство стало значительно быстрее отрабатывать порывы ветра, нежели первый анемометр, состоящий из 4-х полусфер.

    Дальнейшее улучшение конструкции анемометра произошло уже в наши дни. Его предложил в 1991 году австралиец Дерек Вестон. Очередная новая версия прибора позволила определять уже не только скорость движения ветра, но и его направление.

    В простых анемометрах обороты вращения ротора подсчитываются механическим счётчиком в заданную единицу времени. Более продвинутые устройства связаны с вторичными измерительными приборами (тахометр, вольтметр и др.) и показывают скорость ветра практически мгновенно, без каких-либо дополнительных вычислений. Недостатком большинства чашечных анемометров является их неспособность реагировать на небольшие порывы ветра, обладающие скоростью менее 1 м/с.

    Основные сферы использования чашечных анемометров

    Анемометр чашечный преимущественно применяют в метеорологических исследованиях, устанавливают в аэропортах, на башенных кранах и т. д., с тем, чтобы определить скорость порывов ветра. Также он используется для анализа качества и безопасности работы вентиляционных систем и промышленных установок, расчёта прицеливания перед выстрелом с поправкой на существующую силу ветра, определения силы и направления ветра в парусном спорте и т. д.

  • Анемометр цифровой (электронный анемометр)
    Анемометр цифровой (электронный анемометр)

    Цифровой анемометр

    Несмотря на то, что анемометр как прибор изобретён довольно давно, солидный «возраст» не препятствует его постоянному развитию и совершенствованию, и если принцип действия устройства остаётся с годами практически неизменным, то конструкция с каждым новым поколением разработчиков модифицируется, обрастая новыми удобствами и функционалом. Это, в частности, становится возможным, благодаря современному цифровому исполнению прибора. Электронный анемометр (или анемометр цифровой) является всё тем же измерительным прибором, фиксирующим скорость перемещения воздушных потоков и газов и названным от греческих слов «анемос» и «матрео», что в переводе означает «измерение ветра», однако его принципиальное отличие от механического заключается в том, что вручную считать обороты по формуле при работе с ним уже не приходится. Кроме этого, анемометр цифровой обладает гораздо более высокой чувствительностью к ветряным потокам, а также является универсальным, так как способен фиксировать изменения сразу нескольких параметров – текущую скорость ветра, максимальные порывы, средний показатель и др.

    Дополнительный функционал и другие преимущества цифровых анемометров

    Вдобавок к стандартному функционалу, электронное исполнение прибора позволяет  легко наделить его и рядом других вспомогательных возможностей, которые могут быть полезными в процессе измерений и последующего комплексного анализа данных. Это, например, опция пользовательского выбора единиц измерения, которая встречается не в каждой модели анемометра, возможность определения температуры воздушных потоков, их направления (с помощью прилагаемого флюгера), объёмного расхода воздуха. Немаловажным преимуществом электронного анемометра является полноценный дисплей, который зачастую оснащён подсветкой, облегчающей чтение показаний. Для экономии питания устройства предусмотрено его автоотключение. И, наконец, одним из главных отличий цифровых анемометров от механических аналогов является наличие внутренней памяти, которой в разных объёмах наделены большинство электронных устройств, включая бюджетные.

    Современные виды электронных анемометров

    Ярким представителем поколения цифровых анемометров является тепловой анемометр (термоанемометр), работающий с использованием электронной схемы, в которую включена нить накаливания. При нагреве она изменяет сопротивление, на основе чего прибор вычисляет скорость ветряных потоков.

    Более продвинутой считается другая разновидность электронных устройств для измерения скорости ветра – ультразвуковой анемометр. Он определяет скорость воздушных потоков, замеряя скорость звуков, которые меняются в зависимости от направления ветра. Кроме того, многие ультразвуковые модели являются гибридными и успешно реализуют в одном устройстве функционал анемометра, гигрометра и манометра.

  • Ручной анемометр (портативный анемометр)
    Ручной анемометр (портативный анемометр)

    Ручной анемометр

    Анемометр является широко распространённым измерительным прибором, определяющим, с какой скоростью движется ветер или находящиеся в воздухе газы. Дословно с греческого название устройства переводится как «измерение ветра». Область  использования анемометров охватывает множество современных сфер деятельности, в которых существует необходимость отслеживания скорости воздушных потоков – к примеру, их устанавливают на аэродромах и вертолётных площадках, спасательных мачтах, парусных судах и др., используют для мониторинга работы вентиляционных систем, в промышленности (шахты, холодильные установки, системы отопления и т. д.) и, конечно же, включают в состав контрольно-измерительного оборудования метеорологических станций.

    Преимущества портативного анемометра перед стационарными аналогами

    В современных условиях важным требованием к мониторингу является его мобильность, и сфера климатических исследований, в которой повсеместно используются анемометры – не исключение. Не случайно наиболее широкое распространение получил ручной анемометр, обладающий небольшим весом и габаритами. Портативный анемометр не только максимально прост в эксплуатации, но и существенно ускоряет процесс измерений, особенно в тех случаях, когда перед пользователем стоит задача мониторинга воздушных потоков в нескольких точках пространства (помещения).

    Ручные анемометры могут быть как механическими, так и электронными. Первые из них, как правило, производят расчёт скорости ветра с помощью механического счётчика оборотов вращения ротора устройства (крыльчатые и чашечные анемометры). Вторые обладают большей оперативностью, выводя результат измерений на дисплей практически мгновенно, а также наделены обширным набором вспомогательных функций: в зависимости от сложности модели, многозадачный анемометр способен устанавливать направление потока, измерять температуру воздуха и атмосферное давление, определять влажность воздуха и другие параметры, вычислять минимальные, максимальные и усреднённые значения, поддерживать выбор единиц измерения и т. д. Для удобства исследований в труднодоступных местах – например, вентиляционных шахтах – прибор может быть снабжён внешним зондом и телескопической рукояткой, легко помещаемой в воздуховод. Таким образом, современному портативному анемометру вполне можно доверить достаточно серьёзные исследования, благодаря чему он становится полноценной метеорологической станцией, способной, к тому же, сохранять полученную информацию и настройки во внутренней памяти и передавать её на другие устройства. И всё это – в удобном компактном корпусе.

  • Термоанемометры
    Термоанемометры

    Термоанемометры

    Скорость воздуха (ветра) – величина, подлежащая обязательному контролю в воздуховодах вентиляционных систем – представляет немалую важность и во многих других сферах. Измерительные устройства, определяющие скорость, а также, в отдельных случаях, направление движения воздушных потоков и газов, называются анемометрами. Первый такой прибор был сконструирован в 1667 году известным британским учёным Робертом Гуком, однако прототип анемометра был придуман ещё примерно в 1450 году итальянским архитектором-математиком Леоном Баттистом Альберти. Произошедшее от двух греческих слов «анемос» и «метрео», название прибора так дословно и переводится – измерение ветра, а среди разновидностей данных устройств весьма популярными являются термоанемометры. С помощью этого прибора можно определить не только скорость, но и объёмный расход ветра, оказывающий существенное влияние на качество воздуха в помещениях.

    Принцип действия термоанемометра

    Большинство людей наверняка не раз обнаруживали на собственном опыте, что при сильно ветреной погоде холод на улице ощущается гораздо острее, нежели при аналогичной температуре воздуха, но при отсутствии ветра. Простейший тепловой анемометр функционирует в соответствии с этим принципом. Прибор снабжён нитью накаливания – тонкой проволокой, выполненной из металла, обладающего положительным температурным коэффициентом – например, из платины, вольфрама и т. п.). Через эту проволоку проходит электрический ток. Температура нити (её сопротивление) меняется, в зависимости от интенсивности обдува, и это оказывает влияние на токопроводящую способность материала. Именно на основе этой зависимости устройство производит расчёт скорости ветряных порывов.

    Особенности использования термоанемометров

    Следует сказать, что оборудование, к которому относятся термоанемометры, довольно редко применяют как самостоятельное. Чаще всего эти приборы интегрируют в разного рода контрольно-измерительные системы. Например, в современных автомобилях  термоанемометры представлены как датчики, фиксирующие массовый расход воздуха (ДМРВ).

    Ввиду особенностей своей конструкции, типовые термоанемометры обладают рядом недостатков. Наиболее распространённый из них – это пониженная механическая прочность устройства. Это связано с тем, что проволока (нить накаливания) является очень тонкой. Другой типичный «конструктивный» недостаток термоанемометра – нарушение калибровки устройства, вызванное загрязнением и окислением нити.

    С другой стороны, термоанемометры являются практически безынерционными и поэтому находят широкое распространение в аэродинамических исследованиях и экспериментах – преимущественно для анализа пульсаций воздушных потоков.

Показано 1 - 37 из 37 товаров