Анемометр это метеорологический прибор при помощи котрого измеряют скорость воздушных потоков и ветра. Был изобретён в 1667 году. Современные анемометры, помимо скоростных характеристик воздушных масс, измеряют температуру воздуха.
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.
Сфера применения анемометров
Современная цифровая аппаратура укомплектовывается жидкокристаллическим дисплеем. На него и выводится результат измерений. Можно выбрать в каких единицах отображать скорость ветра, а иногда подключить девайс к компьютеру, собирать данные, синхронизировав анемометр с временем ПК, или выгрузить собранную информацию в отдельный файл.
Крыльчатый анемометр применяют в строительстве для определения скорости перемещения воздушных масс в вентиляции, трубах и шахтах. Также этот прибор используют в сельском хозяйстве для проверки систем кондиционирования помещений. Своевременная диагностика скорости перемещения воздушных масс поможет предотвратить различные заболевания у животных и остановить либо предупредить распространение инфекции. Большинство современных моделей анемометров вычисляют скорость ветра, объём воздушных масс и даже влажность воздуха.
Анемометр (от др.-греч. «анемос» — ветер и «метр» — мера, измеряю), или ветромер — это физический, а точнее, метеорологический прибор для автоматического измерения силы и скорости ветра. Классический, чашечный анемометр состоит из чашечной или же лопастной вертушки, которая закреплена на оси, соединенной с измерительным механизмом. Ветер толкает лопасти, они начинают крутиться вокруг оси и прибор замеряет число оборотов за заданное время. Из полученных данных рассчитывается средняя скорость ветряного потока. Так работает ручной анемометр. Если чашечки соединяются с электрическим индукционным тахометром, скорость ветра показывается сразу, без дополнительных вычислений.
Ручной анемометр (крыльчатый) является прибором измеряющим скорость направленного воздушного потока внутри трубопроводов и каналов вентиляционных устройств. Приёмная часть крыльчатого анемометра — это крыльчатка — лёгкое ветровое колесо защищенное от механических повреждений металлическим кольцом. Поворот оси ветрового колеса передаётся на систему зубчатых колёс, которые заставляют двигаться стрелки счётного механизма. Эти анемометры задействуют для измерения скорости и объёмного расхода потока воздуха в вентиляционных отверстиях, а также воздуховодах жилых или производственных зданий. Наиболее распространёнными анемометрами с крыльчаткой-зондом являются testo 416, ИСП-МГ4, АПР-2 и ряд других.
Усовершенствование чашечной конструкции (предложил его австралиец Дерек Вестон в 1991), позволяет определить не только скорость, но и направление ветра с помощью того же ротора. Этим усовершенствованием является установка на одну из чашек специального флажка, из-за него скорость колеса меняется за один оборот (пол-оборота он движется по ветру и пол-оборота — против). Анемометры цифровые, имеющие чашечную приемную конструкцию часто используются на башенных кранах. В данном случае анемометр — сигнальный прибор, который предназначен и для измерения мгновенной скорости ветра, и для автоматического определения скорости, а также продолжительности опасных порывов ветра. В случае появления таких порывов включаются сигнальные и противоаварийные устройства.
Многие современные электронные анемометры позволяют измерять не только скорость ветра (это, конечно, основное предназначение прибора), но и объемный расход воздуха, а также температуру воздуха (в этом случае прибор называется термоанемометр) и влажность воздуха (термоанемометр с функцией измерения влажности).
Анемометры ультразвукового типа (это следующий тип анемометров) работают по принципу измерения скорости звука, она меняется в зависимости от направления ветра. Бывают двумерные ультразвуковые анемометры, трехмерные и термоанемометры. Двумерный способен измерять скорость и направленность горизонтального ветра. Трехмерный фиксирует изменение первичных физических параметров, а именно, времен проходов импульсов, кроме того, прибор пересчитывает данные параметры в три компоненты направления ветра. А термоанемометр, кроме трех компонент направления ветра, измеряет еще и температуру воздуха, также ультразвуковым методом.
И еще один распространенный тип анемометров — тепловой. Такой прибор представляет собой открытую тонкую (чаще всего вольфрамовую) нить накаливания, которая нагрета выше температуры среды и охлаждается потоком воздуха. Сопротивление нити изменяется параллельно с температурой и зависит от скорости ветра, а также плотности воздуха. Конструкция достаточно хрупкая, кроме того часто возникает нарушение градуировки вследствие быстрого старения горячей проволоки, но несмотря на эти недостатки из-за своей малой инерционности она достаточно широко применяются во многих аэродинамических экспериментах с целью измерения локальной турбулентности или пульсаций потока.
ООО ТД «Лабораторное оснащение» предлагает вам переносные и стационарные анемометры, заторможенные или динамометрические анемометры (или трубки Пито — Прандтля), вращающиеся (чашечные и винтовые, а также крыльчатые анемометры), тепловые (термоанемометры), поплавковые, вихревые, ультразвуковые (или акустические анемометры) и оптические анемометры (лазерные и доплеровские анемометры). Звоните нашим консультантам, если у вас возникнут какие-либо вопросы по вашему заказу.
Мы продаем только те анемометры, которые прошли обязательную сертификацию и государственную поверку. Мы понимаем, что наши клиенты ждут от нас качественных средств измерения, и мы не обманываем ваших ожиданий.
1. НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1 Диапазон измерения средней скорости воздушного потока от 1 до 20 м/с.
2.2 Чувствительность не более 0,8 м/с.
2.3 Основная погрешность не более ±(0,3 + 0,05V) м/с, где V - измеряемая скорость воздушного потока.
2.4 Анемометр изготавливается в исполнении У категории 1.1 ГОСТ 15150-69 но для работы при температуре воздуха от минус 45 до плюс 50°С, относительной влажности воздуха 90 % при температуре 20 °С.
2.5 Срок службы анемометра до списания не менее 8 лет.
2.6 габариты не более170x70x70 мм.
2.7 Масса не более 0,25 кг.
3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ И КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ
Анемометр чашечный МС-13 1 шт.
Футляр 1 шт.
Паспорт 1 шт.
Свидетельство о поверке 1 экз.
Градуировочный график 1 экз.
4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Ветроприемником анемометра (см. рис.) служит четырехчашечная вертушка. 4, насаженная на ось 5, вращающаяся в опорах. На нижнем конце оси нарезан червяк 6, связанный с редуктором, передающий движение трем указывающим стрелкам. Циферблат 2 имеет соответственно шкалы единиц, сотен, тысяч. Червяк 6 через червячное колесо и триб передает движение центральному колесу, на оси которого закреплена стрелка 3 шкалы единиц. Триб центрального колеса через промежуточное колесо приводит во вращение малое колесо, на оси которого насажена стрелка (шкалы сотен). От малого колеса через второе промежуточное колесо вращение передается второму малому колесу, ось которого несет на себе стрелку шкалы тысяч 7.
Включение и выключение механизма производится арретиром 9, один конец которого находится под изогнутой пластинчатой пружинкой, являющейся подпятником червячного колеса. Для выключения счетного механизма арретир 9 поворачивают по часовой стрелке.
Другой конец арретира при этом поднимает пластинчатую пружину, которая, перемещая ось колеса в осевом направлении, выводит червячное колесо из зацепления с червяком 6.
При повороте арретира против часовой стрелки червячное колесо входит в зацепление с червяком и ветроприемник анемометра соединяется с редуктором.
Механизм анемометра закреплен в корпусе из пластмассы, нижняя часть корпуса заканчивается винтом 10, служащим для крепления анемометра настойке или шесте. В корпусе анемометра по обе стороны арретира 9 ввернуты ушки 8, через которые пропускается шнур для включения и выключения анемометра, поднятого на стойке (шесте). Шнур привязывается за ушко арретира 9.
Ветроприемник анемометра защищен крестовиной из проволочных дужек, служащей также для крепления верхней опоры оси ветроприемника.
5. ПОРЯДОК РАБОТЫ
Перед измерением скорости ветра записывают показания по трем шкалам. В измеряемом воздушном потоке анемометр устанавливают вертикально и через10 - 15 с одновременно включают арретиром механизм анемометра и секундомер. Экспонирование анемометра в воздушном потоке производят в течение одной или двух минут. По истечении этого времени механизм и секундомер выключают и записывают показания по шкалам анемометра и время экспозиции в секундах. Разность между конечным и начальным отсчетом делят на время экспозиции и определяют число делений шкалы, приходящихся на одну секунду. Скорость ветра определяется по градуировочному графику. приложенному к анемометру. На вертикальной оси графика находят число делений шкалы. приходящихся на одну секунду. От этой точки проводится горизонтальная линия до пересечения с прямой графика, а из точки пересечения проводится вертикальная линия до пересечения с горизонтальной осью. Точка пересечения вертикали с горизонталью осью графика дает искомую скорость воздушного потока в м/сек.
6. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
6.1 Анемометр требует осторожного обращения во избежание механических повреждений.
Из-за повреждений ветроприемника или защитных дужек могут быть нарушены градуировочные характеристики анемометра. При ввертывании винта 10 анемометра в деревянную стойку или шест анемометр следует держать за корпус, не касаясь защитных дужек ветроприемника.
6.2 Шнур для включения должен легко проходить в отверстие ушка арретира и в отверстие других ушек.
6.3 В промежутках между отдельными измерениями прибор должен находиться в футляре с отключенным механизмом.
6.4 Анемометр подлежит поверке по методике РД 52.04.243-90 не реже одного раза в год.
6.5 Виды и периодичность работ по техническому обслуживанию и освидетельствованию указаны в таблице 1.
7. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
| Наименование неисправности | Вероятная причина | Метод устранения |
| 1 Повреждены чашки ветроприемника | Неосторожное обращение при эксплуатации | Ветроприемник подлежит замене новым или ремонту. Для этого освободив винт, крепящий защиту демонтировать ветроприемник с осью 5. Сборка производится в обратном порядке |
| 2 Ветроприемник вращается рывками или не вращается совсем | Погнулась ось 5 при неосторожном обращении | Исправляется путем замены или исправления оси 5.При этом демонтируется ветроприемник и защита. |
| 3 При повороте арретира против часовой стрелки на включение счетного механизма стрелка не вращается | Пластинчатая пружина отогнулась и червячное колесо не входит в зацепление с червяком | Устранение неисправности требует изъятия механизма из корпуса. Затем пружина пинцетом подгибается в нужное положение |
| 4 Заметно нарушилась балансировка ветроприемника | Усохла краска с помощью которой была проведена предыдущая балансировка | Промыть ветроприемник и провести балансировку путем наложения водостойкой краски с внутренней стороны чашки |
8. СВЕДЕНИЯ О ХРАНЕНИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ
8.1 Анемометр в упакованном виде должен храниться в помещении при температуре воздуха от плюс 5 до плюс 40°C и относительной влажности воздуха 65% при температуре плюс 20°C.
8.2 Транспортирование упакованных анемометров производится транспортом закрытого типа при температуре от минус 50°С до плюс 50°С, относительной влажности воздуха 80% при плюс 20°C.
9. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
Изготовитель гарантирует соответствие анемометра крыльчатого (МСО-13) требованиям ГОСТ 6376-74 при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортирования и хранения, приведенных выше.
Срок гарантии 12 месяцев со дня ввода анемометра в эксплуатацию, при чем общая продолжительность его работы не должна превышать 320 часов.
Чашечный анемометр представляет собой самый древний и самый простой прибор этой категории. Он состоит из четырех емкостей конусообразной или полукруглой формы, которые, будучи закрепленными на спицах, образовывают своего рода пропеллер, вращаемый ветром в вертикальной плоскости. Именно это вращение, а точнее, его скорость, служили основанием для измерения показаний этого типа анемометра. Такая конструкция прибора была изобретена в 1846 году инженером Джоном Робинсоном, однако впоследствии она была усовершенствована.Так, канадский ученый Джон Паттерсон в 1926 году предложил убрать одну чашку, сделав анемометр трехлопастным, а физики Бреворт и Джойнер улучшили точность измерений, выдаваемую прибором, благодаря чему погрешность, получаемая при измерениях современными чашечными анемометрами, обыкновенно не превышает 3%. Сегодня анемометры наиболее часто применяются при проведении высотных строительных работ, например, устанавливаются на грузовые краны, что позволяет вовремя определить значительное усиление ветра и предупредить негативные последствия этого атмосферного явления.
Тепловой анемометр
Принцип действия теплового анемометра основывается на наличии в составе этого прибора нити накаливания, которая нагревается до определенной температуры. При этом воздушный поток, который фактически и представляет собой ветер, согласно законам физики охлаждает нагретую нить. В свою очередь, степень этого охлаждения и является основой показаний теплового анемометра. В настоящее время основной сферой применения тепловых анемометров является автомобилестроение.Ультразвуковой анемометр
Работа ультразвукового анемометра базируется на том, что направление и сила ветра способны изменять скорость звука в воздушной среде. При этом в зависимости от сложности конструкции датчики, установленные в этом приборе, позволяют измерять различные свойства воздушного потока. Так, наиболее простые ультразвуковые анемометры, которые принято называть двумерными, позволяют установить только скорость и направление ветра. А более сложные модели могут предоставлять возможность измерения таких параметров, как влажность воздушного потока, его температура и другие. Ультразвуковые приборы обыкновенно устанавливают на различных промышленных объектах, например на заводах и в шахтах.Ультразвуковые анемометры, как и другие типы этих и других измерительных приборов, на территории Российской Федерации представляют собой товары, подлежащие обязательной сертификации.
Анемометр – это прибор, который измеряет скорость ветра. Если для исследований вам необходим такой прибор, не обязательно покупать его в магазине – вы можете сделать его самостоятельно из подручных материалов, а затем считывать показатели анемометра с помощью компьютера через USB-интерфейс. Для сборки простого измерителя вам потребуются материалы, которые можно найти в каждом доме.
Инструкция
Возьмите латунный бочонок и припаяйте к нему три куска медной проволоки по 1 см. Каждую проволоку припаяйте к бочонку под углом 120 градусов. Пластиковую трубочку от чупа-чупса разрежьте на три части по 2 см каждая, а затем разрежьте пополам оба шарика для настольного тенниса .
Сам двигатель закрепите на L-образном кронштейне длиной и высотой в полметра - так его удобнее крепить, например, на стенке школьной метеостанции. Подключите его к вольтметру постоянного тока. Выставьте прибор на улицу, чтобы его раскрутил ветер , после чего опытным путем подберите полярность подключения вольтметра . Последний должен быть переключен на диапазон, верхняя граница которого несколько больше рабочего напряжения двигателя. Выпрямитель не нужен - коллекторно-щеточный узел двигателя сам обладает выпрямительными свойствами. Вольтметр должен обязательно быть оборудован защитой от напряжения самоиндукции. Если таковой нет, поможет включенный параллельно ему в обратной полярности 20-вольтовый стабилитрон .
Градуировку анемометра можно производить двумя способами. Первый из них предполагает использование автомобиля с багажником на крыше. Установите на него анемометр, а затем в полный штиль попросите опытного водителя сделать несколько контрольных заездов со скоростями от 10 до 100 километров в час по прямой. Составьте градуировочную таблицу (или градуировочный график) соответствия напряжений скоростям. Для градуировки по второму способу просто записывайте показания анемометра каждый день и сопоставляйте их с данными о скорости ветра в вашей местности с метеослужбы. Учтите, что автомобильный спидометр показывает скорость в километрах в час, а метеорологи чаще указывают скорость ветра в метрах в секунду (1 метр в секунду равен 3,6 километра в час).
Источники:
- Анемометры — разработчики и изготовители
Анемометром называют прибор, показывающий скорость, с которой движутся воздушные потоки. На сегодняшний день этот прибор в состоянии определять еще и их температуру. Приборы выпускаются промышленностью, но простейшие можно изготовить и самому. Существующие основные виды: анемометр крыльчатый, чашечный и термоанемометр.
Встречаются и другие разновидности данного прибора, но они используются мало и в довольно специфических отраслях.
Вид прибора, называемый крыльчатым
Рассматриваемый ручной анемометр с крыльчаткой порой называют лопастным или вентиляционным, по основной детали, которая похожа на вентилятор. Воздушные массы, попадая на крыльчатку, меняют скорость вращения лопастей. Этим устройством измеряют скорость движения воздуха в трубопроводах и в системах вентиляции. На рисунках показана схема анемометра разных видов. Ветер, попадая на крыльчатку (рисунок «а» №1), приводит в движение зубчатые, которые в свою очередь заставляют работать счетный механизм (рисунок «а» №2).
Виды анемометров
Иногда устройство сравнивают с флюгером, по принципу его работы. Прибор показывает не только скорость ветра, с которой вращается крыльчатка, но и само направление воздушного потока. Это качество, несомненно, является плюсом данного вида анемометра.
Чашечное устройство
Прибор, называемый чашечным ручным анемометром, появился раньше других видов этих приборов. Отличается простотой устройства. Название он получил по виду лопастей крыльчатки, которые напоминают чайные чашки. По скорости их вращения определяется скорость воздушных потоков.
Крыльчатка (рисунок «б» № 1) состоит из четырех лопастей, смотрящих в одну сторону. Счетчик (рисунок «б» №2) спрятан в корпус из пластмассы.
Крыльчатку держит ось из металла, связанная нижним концом со счетчиком. Дужки из крепкой проволоки (рисунок «б» № 3) защищают крыльчатку от механической деформации.
Термоанемометр
Термоанемометр сочетает в себе функции двух устройств
Принцип работы термоанемометра такой же, как и у всех акустических приборов – он измеряет скорость звука, а затем на основании этих данных передает информацию о скорости ветра. Данным прибор является электронным и используется чаще двух первых, к тому же он, работая по принципу акустического термодатчика, показывает температуру воздуха. Это ультразвуковой анемометр и его конструкция достаточно сложна. Поэтому его применяют для контроля микроклимата на рабочих местах в различных промышленных отраслях. В продаже существует много разновидностей портативных цифровых термоанемометров – анемометр тесто и проч.
Кроме трех вышеописанных, выпускается так называемый анемометр ручной индукционный «АРИ-49». В него вмонтирован электрический счетчик (рисунок «в»).
Правила пользования прибором
Пользуются устройством подобным образом: закрепленный на шест прибор поднимают вверх, ориентируя его по ветру. По истечении десяти минут снимают показания. Анемометры с механикой сверяют с поверкой, которая прилагается к устройствам, а индукционные показывает скорость воздушного потока (в метрах на секунду) на циферблате.
Изготовление анемометра своими руками
Приложив немного старания и желания, можно смастерить самодельный анемометр в домашних условиях. Для изготовления устройства понадобится старый видеомагнитофон, вернее, его часть называемая блоком вращения головок. Из него надо удалить все лишнее, оставив каркас из металла вращающейся головки с осью, часть с блоком подшипников и шайбу крепящую двигатель. Устройство будет измерять среднюю и сильную скорость ветра.
Проделываем следующее:
Настройка
Настраивать анемометр лучше по показаниям стандартного. Но за неимением такового можно применить следующий способ. Укрепив прибор к деревянной ручке при движении автомобиля в штиль сверить показания устройства со спидометром машины. Подобрав значение радиуса колеса в миллиметрах, настраиваем прибор.
Подключив установленный вертикально анемометр к велокомпьютеру получаем результаты измерений
Монтаж
Устанавливаем устройство на высокий шест на крышу дома. Рассчитываем, что и в какой последовательности мы будем делать, готовим материалы и инструменты. Модно сделать наметку без устройства, а после его установить. Проводим кабель в дом и включаем прибор. Как он работает можно посмотреть в видео материале.
Таким образом, мы знаем, как сделать анемометр своими руками и что для этого нужно. Неважно, для чего прибор служит – для вентиляции, измерения скорости или температуры. Неважно, каким он является – стационарным, миниатюрным или индукционным. Одно можно сказать точно – он приносит людям пользу.
