Анемометры

Анемометр - это прибор, используемый для измерения скорости и направления ветра. Он широко применяется в метеорологии, аэродинамике, климатологии и других областях, где требуется измерение параметров воздушного потока.

Скорость ветра – важный параметр, контроль которого необходим в различных сферах деятельности. К примеру, в авиации, метеорологии, строительстве и пр. Даже небольшое изменение скорости ветра может быть чревато серьезными последствиями. Предотвратить их и обеспечить четкий контроль показателей поможет специальное устройство, называемое анемометром.

Особенности анемометров

Анемометр представляет собой прибор, позволяющий измерять такой параметр, как скорость перемещения веществ, находящихся в жидком либо газообразном состоянии. Он способен определять скоростные характеристики ограниченных и неограниченных потоков. Прибор состоит из следующих модулей:

• Приемного. Используется в качестве первичного преобразователя, характеризуется повышенной чувствительностью.

• Вторичного. Бывает электронным, механическим или пневматическим. Преобразует полученную от приемного модуля информацию в цифры.

• Отсчетного. Отражает окончательные данные об измерениях. Выглядит как шкала со стрелкой или электронный дисплей.

Современный анемометр является многофункциональным прибором. Подходит для измерения и контроля следующих показателей:

• Скорости движения воздуха в той или иной плоскости.

• Скорости движения отдельного компонента в заданном направлении.

• Объемного расхода воздушных масс.

• Прочих характеристик (давления, влажности, температуры).

Сфера применения анемометров

Анемометры нашли применение в различных сферах деятельности. Наиболее известная – это метеорология. Полученные с помощью этих приборов данные позволяют спрогнозировать:

• Изменение погоды на конкретный период времени (день, неделю, месяц).

• Приближение грозы, штора и других опасных природных явлений.

Преимущества анемометров заключается в компактности и небольшом весе. Благодаря этому их эксплуатация удобна в любых условиях, не вызывает особых сложностей.

Какие бывают анемометры?

Хотя все анемометры имеют аналогичное устройство, они имеют определенные различия, обусловленные двумя аспектами:

• Типом приемного модуля.

• Измерительной методикой.

Наиболее распространенной разновидностью анемометра является устройство вращательного типа. В качестве приемника в нем имеется крыльчатка или чашка.

Анемометр чашечного типа оснащен специальной крестовиной, выполняющей роль чувствительного элемента. На оси закреплены четыре чашки в форме полусферы, выполненные из металла. При попадании такого прибора в воздушный поток давление на внутренней поверхности чашек превышает давление на внешней поверхности. За счет такой разницы лопасть начинает вращаться. Соединенный с ней измерительный механизм подсчитывает, сколько оборотов делается за конкретный промежуток времени. Чашечный анемометр применяется, чтобы измерять скорость движения воздуха в диапазоне 1-50 м/с.

Крыльчатая конструкция находит применение при измерениях скоростных показателей в трубах вентиляции. Постоянно перемещающиеся в них воздушные потоки заставляют двигаться крыльчатку, которая соединена с трубчатой осью. Анемометры такого типа считаются более чувствительными (в сравнении с чашечными). Могут фиксировать изменение скорости, начиная от 0,1 м/с.

Другая разновидность анемометров представлена устройствами теплового типа. В своей конструкции они имеют нить накаливания либо специальную пластину. Характеризуются низкой инертностью, подходят для измерения скорости медленно движущихся воздушных потоков. Используются реже, чем чашечные и крыльчатые приборы.

Ультразвук и эффект Доплера

В современных анемометрах заложен принцип измерения скорости звука, распространяющегося между принимающим и передающим модулем. Ультразвуковые устройства бывают:

• Двухмерными. Измеряют скорость воздуха только в горизонтальной плоскости.

• Трехмерными. Фиксируют не только скорость воздушных потоков, но и их направление, температуру.

Инженеры и физики в своей работе пользуются анемометрами, способными определять скорость потока, состоящего из неоднородных светорассеивающих частиц. Такие приборы функционируют за счет эффекта Доплера. Он отражает зависимость частоты света от скорости движения объекта, от которого был отражен свет.

Лазерные анемометры способны решать сложные задачи. К примеру, измерять, с какой скоростью движутся вещества в живых клетках и капиллярах, определять, как быстро газ перемещается в сверхзвуковых трубах. Для фиксации полученных данных могут использоваться различные единицы измерения, начиная от микрометров и заканчивая километрами в секунду. С помощью анемометров такого типа устанавливают скорость движения воздушных потоков вокруг автомобилей, самолетов, космических кораблей.

Главные характеристики

Есть несколько параметров, характеризующих анемометр. Первый – это диапазон, в котором прибор способен измерять скорость воздуха. Чем он больше, тем лучше. В стандартных приборах, используемых для диагностики климатической техники, этот параметр варьируется от 0 до 10 метров в секунду. Устройства, используемые для проектирования вентиляционных систем в торговых центрах, производственных помещениях, больших офисах, характеризуются более широким измерительным диапазоном от 0 до 20 метров в секунду.

Допустимая погрешность анемометра – еще один важный показатель, определяющий, насколько точными будут данные измерений. Разные модели приборов обладают разной погрешностью. Она может составлять от 1,5 до 5%. Анемометры с большой погрешностью допускается применять лишь в тех случаях, когда ее размер не имеет особенного значения.
Помимо диапазона скорости и возможной погрешности, важно учитывать цель использования анемометра.

Если планируется измерять характеристики постоянных воздушных потоков (к примеру, циркулирующих в системах кондиционирования, вентиляционных шахтах), рекомендуется применять прибор крыльчатого типа. Для работы на открытом воздухе лучше подойдет чашечное устройство.

Как выбрать анемометр?

При выборе прибора, важно иметь ясное представление о его назначении. Исходя из этого, следует изучить основные технические характеристики различных вариантов, сравнить функционал и возможности более дорогих и бюджетных моделей. Руководства по эксплуатации могут предоставить нужную информацию.

В данном случае, рекомендуется обратить внимание на следующие основные параметры:

1. Предельная погрешность: это величина возможной ошибки при проведении измерений.

2. Измерительный диапазон: это важный параметр, который выбирается с учетом условий планируемых измерений.

3. Приборная разрешающая способность: для аналоговых моделей это обычно цена деления, а для цифровых моделей - максимальное количество цифр после запятой.

После ознакомления с этими параметрами, стоит изучить дополнительные функции и возможности прибора.