Термоанемометр и ультразвуковой анемометр представляют собой акустические устройства. Основной принцип функционирования ультразвукового анемометра заключается в том, что он измеряет скорость звука, которая варьируется в зависимости от направления ветра. Данные о звуковых характеристиках преобразуются в сигнал, на основании которого определяется скорость звука.
Анемометр. Характеристика. Виды.
Анемометр представляет собой метеорологический инструмент, предназначенный для определения скорости воздушного потока, в частности скорости ветра. Существует множество типов анемометров, однако наибольшее распространение получили устройства с лопатками, которые прикреплены к валу и связаны с измерительным механизмом. Когда поток воздуха проходит через устройство, ветер заставляет чаши вращаться вокруг вала, тем самым приводя в действие измерительный механизм, который фиксирует значение скорости ветра, обрабатывает его и отображает на экране.
Применение анемометров преимущественно наблюдается на метеорологических станциях. Также они находят применение в установках с внутренними системами климат-контроля. Анемометры используются в ситуациях, когда важно установить скорость ветра.
Сегодня анемометры в большей степени представлены цифровыми или электронными устройствами. Они способны не только фиксировать среднюю скорость ветра за определенный промежуток времени, но и, в зависимости от конкретной модели, измерять направление ветра, объемный поток воздуха, уровень влажности, температуру (термоанемометр) и атмосферное давление. В результате анемометр превращается в компактную метеорологическую станцию.
Существует несколько видов анемометров, которые различаются по конструкции и принципу работы:
— Лопастной анемометр (лопастной тип анемометра)
— Тепловой анемометр (анемометр ультразвукового типа).
Также имеются и другие, менее распространенные разновидности, такие как пневмометры или тепловые анемометры. Однако эти устройства практически не находят применения вне лабораторных условий или замкнутых пространств. Например, существует анемометр, функционирующий на основе измерения температуры пластины или тонкой обнаженной нити. Когда ветер дует на эту пластину или нить, они охлаждаются. Исходя из этого, чем сильнее поток воздуха, тем ниже температура элемента. Следовательно, температура может быть использована для вычисления скорости ветра. Подобное устройство называется тепловым анемометром; хотя оно не является инерционным прибором и обеспечивает высокую точность, у него есть множество недостатков, связанных с надежностью и необходимостью регулярной калибровки. Тепловой анемометр – это довольно редкое и экзотическое устройство.
Чашечный анемометр
Чашеобразный анемометр был создан Джоном Робинсоном в 1846 году. Это был первый прибор с простой конструкцией, предназначенный для определения скорости ветра. Название анемометра происходит от его чашеобразной, полусферической формы лопастей.
Чашеобразные анемометры способны измерять скорость ветра лишь в плоскости, находящейся перпендикулярно оси вращения. Воздушный поток заставляет чашки вращаться, а полученная скорость вращения используется для вычисления скорости ветра.
Лопастной анемометр
Лопастной анемометр, известный также как «лопастным анемометром» или проще «анемометром ветряной мельницы», представляет собой результат технологической эволюции и совершенствования чашечного анемометра.
Главное отличие лопастного анемометра от чашечного заключается в том, что элемент, измеряющий скорость ветра, выполнен в виде веера, а не чаши. Воздушный поток приводит в движение лопасти, и их вращение служит для определения скорости ветра.
Лопастной анемометр по своей конструкции напоминает флюгер. Как и флюгер, он меняет свое положение в зависимости от направления ветра, адаптируясь к нему. Лопасти, которые располагаются на конце анемометра, вращаются с той же скоростью, что и воздушные потоки. В результате лопастной анемометр способен не только устанавливать направление ветра, но и измерять скорость воздушного потока, что делает его более предпочтительным вариантом по сравнению с чашечным анемометром.
Термоанемометр и ультразвуковой анемометр представляют собой акустические приборы. Ультразвуковой анемометр функционирует по принципу измерения скорости звука, которая изменяется в зависимости от направления ветра. Данные о звуковых характеристиках преобразуются в сигнал, на основании которого вычисляется скорость звука.
Что это такое?
Анемометр — это устройство, предназначенное для измерения скорости ветра или других газов. Он находит применение в метеорологии, строительстве для оценки качества вентиляции, спорте, военной сфере и сельском хозяйстве. Некоторые модели также способны определять направление потока воздуха, а также такие параметры, как температура, влажность и атмосферное давление, что делает их многофункциональными и незаменимыми приборами.
Современные анемометры представляют собой высокотехнологичные цифровые приборы. Их использование легко, они обеспечивают высокую точность и комфорт в эксплуатации.
Основные виды
Первый анемометр, описанный в 1450 году, был выполнен из деревянной доски, которая реагировала на порывы и колебания ветра. В наши дни такие устройства гораздо более точны и удобны в пользовании.
Наиболее распространены следующие типы:
- чашечный анемометр, который был создан в 1846 году. Он состоит из четырех полусферических «чашек», расположенных на спицах ротора, вращающегося вокруг своей оси. Поток воздуха заполняет чаши, что приводит к их вращению. Скорость воздушного потока отображается на нижней индикаторной панели, которая может быть как механической (в виде шкалы), так и цифровой,
- Крылатый анемометр, также известный как лопастной или ветряной мельницей, по своей конструкции напоминает флюгер, который вращается по направлению к ветру. Подобно флюгеру, он способен изменять свое направление. Основное отличие заключается в форме лопастей, в остальном принцип функционирования остается аналогичным. Оба типа анемометров способны измерять скорость ветра лишь в одной плоскости.
- Тепловой анемометр работает на основе повышения температуры тела при увеличении скорости ветра. В его конструкции используется нить из никеля, вольфрама или других металлов с положительным температурным коэффициентом. Эта проволока подключена к источнику питания и нагревается выше комнатной температуры. Изменение температуры проволоки фиксируется с помощью электрической цепи, что позволяет рассчитать коэффициент Нуссельта.
- Ультразвуковой анемометр (к изделиям) фиксирует изменения скорости звука, возникающие при усилении или ослаблении ветерка. Поскольку значение также напрямую зависит от температуры окружающей среды, в прибор интегрирован термометр. При желании можно добавить дополнительные функции, такие как измерение влажности, давления и объемного расхода.
На сегодняшний день широко распространены многофункциональные устройства, которые фактически представляют собой компактные метеостанции.
Области применения
Этот прибор преимущественно используется в метеорологии для определения силы и направления ветра. Он присутствует во всех аэропортах, включая как небольшие, так и крупные международные терминалы. Также его применение наблюдается на промышленных предприятиях и в офисных помещениях для оценки эффективности работы систем вытяжной вентиляции, кондиционирования воздуха и общей вентиляции.
Анемометры имеют высокую популярность в сфере спорта, особенно в стрельбе из пистолета и стрел. Спортсмены используют данные устройства для корректировки своего прицеливания.
Эти приборы незаменимы для пилотов планеров, дельтапланов и парапланов, их также можно встретить в кабинах башенных кранов. В агрономии анемометры применяются перед проведением опрыскивания полей, чтобы учесть направление ветра и обеспечить эффективное распределение препаратов.
Прибор отличается высокой чувствительностью и практически не подвержен ошибкам. К недостаткам данного устройства можно отнести его высокую стоимость, трудности с приобретением и ограниченность в использовании только при положительных температурах.
Как выбрать подходящий прибор
Для того чтобы правильно выбрать анемометр, важно учитывать ряд ключевых факторов:
- Конфигурация: анемометр может быть представлен как единичное устройство или как многофункциональное решение с отдельным блоком для считывания и обработки данных. Первый вариант является оптимальным, если доступ к месту проведения измерений осуществляется без проблем. В противном случае, когда получение показаний усложнено или требуется работа в труднодоступных зонах, целесообразно использовать систему, состоящую из двух отдельных блоков.
- Чувствительность: этот параметр определяет скорость перемещения воздушных масс. Рекомендуется использовать приборы, обладающие высокой чувствительностью к изменениям скорости воздуха. Значение чувствительности может варьироваться от 0,1 до 0,9 м/с, в зависимости от конкретной модели устройства.
- Диапазон измерения: на рынке представлены различные модели, способные фиксировать значения от 0 до 50 м/с. При работе с газами лучше предпочесть приборы с диапазоном измерения не менее 30 м/с.
- Точность. Допустимая погрешность этих приборов не превышает 5%. При использовании в жилых зонах или животноводческих помещениях рекомендуется выбирать устройства с минимальной погрешностью.
- Измерение температуры. Многие устройства способны измерять не только скорость движения газов, но и их температуру. Для профессионального применения подойдут универсальные приборы, которые способны фиксировать как положительные, так и отрицательные температуры или просто определенный диапазон температур.
Анемометры могут работать на батарейках или аккумуляторах и т.д. Аккумуляторные модели обычно считаются более надежными и могут функционировать автономно от 8 до 60 часов.
Лучшие крыльчатые модели
Опытные пользователи и эксперты, основываясь на типах устройств и их характеристиках, составили перечень наиболее надежных и качественных продуктов в этой категории.
TESTO 410-2
Преимущества:
- Способность измерять воздушные потоки при отрицательных температурах,
- Опция измерения отрицательных температур и низкого давления, а также четкий дисплей с яркой подсветкой,
- Легкий вес и компактные размеры,
- Низкая масса, тихая работа, малое энергопотребление и высокое качество изготовления,
- Минимальная погрешность.
Недостатки:
МЕГЕОН 11005
Преимущества:
- Низкий уровень погрешности,
- Энергопитание возможно через USB-кабель,
- Обширный объем встроенной памяти.
Недостатки:
- Функционирует исключительно в положительном температурном диапазоне.
CEM DT-318
Преимущества:
- Функционирует в широком температурном диапазоне,
- Обладает высоким уровнем заряда,
- Характеризуется низкой погрешностью.
Недостатки:
Наилучшие тепловые устройства
Testo 425
Преимущества:
- Высокая точность измерений,
- Простой и интуитивно понятный интерфейс,
- Долговечная батарея.
Недостатки:
- Значительная цена,
- Недостаточная стоимость.
CEM DT-8880
Преимущества:
- Высокая чувствительность,
- Допустимая погрешность.
Недостатки:
- Способность поддерживать стабильную температуру только в пределах положительного диапазона.
Testo 405
Преимущества:
- Небольшой вес, низкий уровень шума, низкое энергопотребление, высокое качество сборки,
- Отличная точность измерений в широком диапазоне температур, как низких, так и высоких,
- Возможность передачи данных через Bluetooth.
Недостатки:
- Соединение по Bluetooth может не устанавливаться мгновенно,
- Высокая цена.
