Существует множество типов анемометров. Тяга образуется легким полым шаром (Daloz) или плавником (Wild), положение которого по отношению к точке подвеса меняется в зависимости от ветра, измеряемого в квадранте.
Анемометр. Характеристика. Виды.
Анемометр — это метеорологический прибор, используемый для измерения скорости воздушного потока и особенно ветра. Существует множество различных типов анемометров, но наиболее распространенные состоят из лопатки, прикрепленной к валу, который соединен с измерительным механизмом. Когда возникает поток воздуха, ветер подталкивает чашки и приводит их в движение, так что они начинают вращаться вокруг вала. В этот момент измерительный механизм считывает значение скорости ветра, анализирует его и выводит на дисплей.
Анемометр в основном используется на метеорологических станциях. Он также используется в установках с внутренними системами кондиционирования воздуха. Анемометр используется в тех случаях, когда необходимо измерить скорость ветра.
В настоящее время анемометры в основном представляют собой цифровые или электронные приборы. Помимо измерения средней скорости ветра за определенный период времени, в зависимости от модели, они способны измерять направление ветра, объемный поток воздуха, влажность, температуру (термоанемометр) и давление. Таким образом, анемометр становится портативной метеостанцией.
Существуют различные типы анемометров в зависимости от их конструкции и принципа действия:
— лопастной анемометр (лопастной анемометр)
— Тепловой анемометр (анемометр ультразвукового типа).
Существуют и другие, более экзотические типы (пневмометры или тепловые анемометры), но они практически никогда не используются или используются только в замкнутых пространствах в лабораторных условиях. Например, существует анемометр, принцип действия которого основан на измерении температуры пластины или тонкой открытой нити. На эту пластину или нить дует ветер, скорость которого необходимо измерить. Когда ветер обдувает пластину, она охлаждается. Чем сильнее ветер, тем больше охлаждается плита. Это означает, что температура пластины может быть использована для расчета скорости ветра. Такой анемометр называется тепловым анемометром. Хотя он не является инерционным измерительным устройством и обладает высокой точностью, у него много недостатков с точки зрения надежности и необходимости постоянной калибровки. Тепловой анемометр — очень редкое и довольно экзотическое устройство.
Чашечный анемометр
Чашеобразный анемометр был изобретен Джоном Робинсоном в 1846 году. Это был первый простой по конструкции прибор для измерения скорости ветра. Анемометр получил свое название из-за чашеобразной, полусферической формы лопастей.
Чашеобразные анемометры могут измерять скорость ветра только в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Поток воздуха вращает чашки, а скорость вращения используется для расчета скорости ветра.
Крыльчатый анемометр
Лопастной анемометр, называемый также «лопастным анемометром» или, в буквальном переводе на русский язык, «ветряным анемометром», является результатом дальнейшего развития чашечного анемометра.
Основное отличие ветряного анемометра от чашечного анемометра заключается в том, что часть, регистрирующая скорость ветра, имеет форму вентилятора, а не чашки. Поток воздуха в вентиляторе вращает лопасти, а скорость вращения лопастей используется для измерения скорости ветра.
Крылатый анемометр может выглядеть как флюгер. Как и планер, он также меняет направление в зависимости от направления ветра и выравнивается по нему. Крылья, прикрепленные к концу анемометра, вращаются со скоростью ветра. Следовательно, лопастной анемометр может определять направление ветра, а также скорость воздушного потока, что является его преимуществом перед чашечным анемометром.
Что означает слово «анемометр»?
Название «анемометр» происходит от двух греческих слов «anemos» (ветер) и «metreo» (мера) и обозначает прибор для измерения силы ветра. Итальянский математик Леон Баттиста Альберти считается изобретателем анемометра.
Устройство, изобретенное им около 1540 года, с тех пор практически не изменилось. В последующие века многие ученые, включая Роберта Гука, пытались разработать свои собственные версии прибора, и некоторые из них были приняты за его изобретение. В 1846 году ирландский астроном Джон Робинсон значительно усовершенствовал конструкцию анемометра с четырьмя полусферическими чашами и механическими колесами. Некоторые новые функции были добавлены в конце двадцатого века. Дерек Уэстон сделал возможным определение направления ветра, а доктор Эндрюс Флитц разработал акустический анемометр.
Что такое анемометр?
В современном понимании анемометр — это прибор, позволяющий измерять скорость ветра или движение газа. Область его применения распространяется на все сферы, где необходимо определить скорость движения воздушных потоков. Помимо метеорологических станций, прибор также используется в аэропортах, на вертолетных площадках, в аэроклубах и дельтапланерных организациях. Анемометр также полезен для спасательных вышек и парусников, для которых сильный ветер представляет большую опасность.
Как упоминалось ранее, анемометр измеряет скорость воздуха, но в зависимости от модели приборы могут выполнять и ряд других функций — направление ветра, давление воздуха, температуру, воздушный поток и влажность.
По сути, такое устройство становится портативной метеостанцией, которую легко использовать и транспортировать. Во время измерений он считывает необходимую информацию, проводит анализ и выводит значения на экран.
Какие бывают анемометры?
В зависимости от конструкции и режима работы различают механические и электронные анемометры. К первым относятся инструменты с чашкой и лезвиями. Чашечный анемометр является наиболее распространенным и состоит из ротора с симметрично установленными на нем полусферическими чашками.
Под действием ветра ротор вращается вокруг вертикальной оси, а механический счетчик фиксирует количество оборотов чашек за определенный период. Крыльчатый анемометр имеет небольшое ветровое колесо, вращение которого передается стрелке механического счетчика. Он в основном используется в системах воздуховодов и вентиляции для расчета воздушного потока. Тепловой анемометр представляет собой электронное устройство и работает через электронную схему с кабелем теплового датчика. Функция устройства заключается в нагревании нити накала и последующем измерении ее сопротивления в зависимости от температуры окружающей среды.
Более совершенным электронным устройством является ультразвуковой анемометр. Он измеряет скорость воздушных потоков путем измерения скорости звуков, которая меняется в зависимости от направления ветра. Некоторые модели совмещают в себе функции манометра и гигрометра.
Основные виды
Первый анемометр, описанный в 1450 году, представлял собой деревянную доску, раскачиваемую порывами ветра. Современные приборы намного точнее и проще в использовании.
Наиболее популярными являются следующие типы:
- чашечный, изобретённый в 1846 году. Состоит из четырёх полусферических «чашек», насаженных на спицы ротора, который вращается вокруг своей оси. Воздушный поток наполняет чаши и приводит к их вращению. Скорость потока подсчитывается в табло ниже: оно может быть механическим, напоминающим табло весов, и цифровым;
- крыльчатый, он же лопастной или мельничный, напоминает флюгер, который вращается по направлению ветра. Как и флюгер, он может менять направление. От чашечного его отличает только форма лопастей, в остальном принцип работы схож. Высчитывать скорость воздушного потока оба эти анемометра могут только в одной плоскости;
- термоанемометр, или тепловой анемометр, основывается на увеличении теплопотери тела при усилении скорости ветра. Это нить накаливания из нихрома, вольфрама и других металлов с положительным температурным коэффициентом сопротивления, которая подключается к питанию и нагревается выше комнатной температуры. Проволока подводится к электросхеме, где и происходит расчёт изменения числа Нуссельта;
- ультразвуковой анемометр (перейти к товарам) определяет изменения скорости звука, наблюдаемые при усилении или ослаблении ветра. Поскольку показатель напрямую зависит и от температуры, в такие устройства обязательно встраивается термометр. Опционально могут быть ещё и такие функции как определение влажности воздуха, давления, объёмного расхода.
Наиболее распространенными сегодня являются многофункциональные приборы, которые, по сути, представляют собой метеостанцию в миниатюре.
Сфера использования
Основная область применения — метеорология для определения силы и направления ветра. Их можно встретить в аэропортах и аэровокзалах, от очень маленьких до крупных международных аэропортов. Он также используется на промышленных предприятиях и в офисах для определения правильности работы вытяжной вентиляции, кондиционирования воздуха и вентиляции.
Анемометры также востребованы в спортивном секторе, особенно в спорте стрельбы из пистолета и стрел. Стрелки используют эти устройства для корректировки курса.
Они есть в арсенале пилотов планеров, дельтапланов и парапланов, их можно найти в кабинах башенных кранов. В сельском хозяйстве анемометры используются перед опрыскиванием полей, чтобы учесть направление воздушных потоков и опрыскать нужные места.
