Флюгер Вильде (рисунок 19). Данный прибор предназначен для использования на метеорологических станциях с целью многолетних постоянных наблюдений в различных регионах за направлениями и скорости ветров. Следует учитывать, что фиксируемые данные на метеорологических станциях, расположенных в различных местностях, должны быть сравнимыми. Это условие предполагает использование только серийно выпускаемых флюгеров, имеющих строго однотипное устройство.
Современные устройства, оснащенные оптическим или магнитным датчиком, часто имеют меньшее рабочее колесо, потому что ни счетчик, ни вихретоковый тахометр не должны активироваться. Скорость потока обычно вычисляется электронным образом с учетом угловой скорости.
Старые измерительные приборы работают с механической коробкой передач на соответствующем дисплее и, таким образом, позволяют считывать шкалу скорости. Эти импеллерные анемометры в основном используются для измерения относительно слабых потоков. Благодаря их удобной работе они также подходят для более быстрых потоков и, в зависимости от конструкции, также для измерения жидкостей.
Анемометры. В санитарно-гигиенической практике наиболее широко используются портативные анемометры – чашечный анемометр и крыльчатый анемометр (рисунок 20). Воспринимающая часть чашечного анемометра представляет собой вертушку из 4 полых полушарий (чашечек), закрепленную на металлической оси, нижний конец которой связан со счетным механизмом (тахометром). Стрелки на циферблате прибора показывают число оборотов полушарий вокруг оси: большая – число единиц и десятков, а две маленькие – число сотен и тысяч. Для включения и выключения счетчика оборотов на коробке прибора имеются рычаг и два кольца. В случае, если имеет место необходимость измерение движения воздуха на какой-либо высоте, прибор можно закрепить на шесте с помощью винта в нижней части. При этом для дистанционного включения и выключения счетчика на рычаге включения жестко закрепляется шнур и пропускается через кольца. Пометив концы шнура, можно включать и выключать счетчик.
В качестве ручного устройства они используются, в частности, для парусного спорта и авиации, как в частном секторе, так и в технологии вентиляции. Если задействуются стационарные лопасти ветряных турбин, необходимо отслеживание в соответствии с направлением ветра.
Анемометры оболочки также называются анемометром затвора или шаровой оболочки. Они имеют вертикальную ось для ротора, так что можно отследить направление направления ветра. Скорость ветра можно определить с помощью скорости трех или четырех оболочек, в результате чего различия в входящем потоке компенсируются вверх и вниз по потоку за счет зависимости от направления ветра: с одной стороны, ветер вращает оболочки, с другой стороны, он также имеет эффект торможения. При изменении скорости ветра скорость не меняется сразу, но требуется определенное время реакции.
Эта величина приблизительно соответствует искомой скорости движения воздушного потока. Для получения более точной величины пользуются таблицей или графиком перевода числа оборотов в скорость. Таблица или график прилагаются к прибору.
Чашечный анемометр служит для определения средних скоростей ветра в пределах 1,0 – 2,0 м/с. с помощью данного прибора можно производить не только метеорологические наблюдения в открытой атмосфере, но и определять скорость движения воздушных потоков в вентиляционных системах, в частности, с целью гигиенической оценки эффективности вентиляции в помещениях и устройствах различного назначения.
Анемометр статического давления представляет собой измерительное устройство, которое обнаруживает разницу в давлении между общим давлением и статическим давлением. Общее давление в дополнение к статическому давлению также включает кинетическую энергию, возникающую в результате потока на единицу объема.
Когда поток накапливается до тех пор, пока он не остановится, общее давление будет установлено. Датчик перепада давления определяет разность давлений, а также отображает его. Плотность дает информацию о скорости. Если измерять газовые потоки, необходимо учитывать, что плотность всегда зависит от температуры и давления. Анемометры статического давления особенно подходят для более высоких скоростей ветра. Они работают, например, в сочетании с устройством для записи пузырьков или метеорологической станцией.
Крыльчатый анемометр по принципу работы идентичен предыдущему прибору. Однако в данном приборе имеются некоторые конструктивные особенности, повышающие его чувствительность и нижние пределы определения скорости движения воздушных потоков. Воспринимающей частью в крыльчатом анемометре служит мельничка (крыльчатка) из легких металлических лопастей, посаженных на соединенную со счетчиком оборотов горизонтальную ось.
Смотреть что такое "Анемометр" в других словарях
Ультразвуковой анемометр работает с помощью ультразвуковых волн, переносимых соответствующей средой. Время распространения сигналов является основой для измерения, которое может быть выполнено на высоких частотах или с высокой пропускной способностью. Это позволяет получить особенно точные данные.
Из-за зависимости скорости температуры, влажности и т.д. учитываются время работы в обоих направлениях. Кроме того, ультразвуковые анемометры обычно имеют несколько секций измерения, так что можно измерять несколько направлений. Таким образом, скорость ветра может определяться не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном направлении.
При работе прибор ориентируется по потоку так, чтобы счетный механизм был позади потока относительно крыльчатки. Для преодоления инерции сопротивления прибора крыльчатке достаточно вращаться в холостую всего 0,5 минуты. Продолжительность наблюдения ограничивается 2 минутами. Порядок расчета скорости потока воздуха такой же, как у чашечного анемометра. С помощью крыльчатого анемометра представляется возможность измерять скорость воздушных потоков от 0,3 до 5,0 м/с.
Важным преимуществом ультразвуковых анемометров является отсутствие инерции. Кроме того, данные, полученные на этих ветряных мельницах, включают дополнительные дополнения, например, рассмотрение вертикальных ветровых токов. В зависимости от размера ультразвукового анемометра современная технология поддерживает большое количество измерительных циклов в секунду, что также положительно влияет на точность результатов измерений.
Преимущества ветряной мельницы. Краткосрочные, точные измерения для затронутого сайта, часто в сочетании с дополнительными функциями, стабильная обработка, легкий вес, широкий диапазон ручных трубок для монтируемых станций. Недостатки ветряной мельницы.
Пример определения скорости движения воздуха чашечного анемометра. На открытой рабочей площадке с целью изучения условий труда рабочих-строителей проведено одно из исследований скорости ветра в ряду намеченных программой многочисленных регулярных наблюдений. Снимаем исходные показания счетчика прибора. При этом стрелка, указывающая тысячи, находилась между цифрами 3 и 4 соответствующего циферблата. То есть, в данном случае записываем число целых тысяч – 3. Стрелка, показывающая сотни, находилась между цифрами соответствующего циферблата 5 и 6. Записываем за цифрой 3 следующую цифру, обозначающую число целых сотен, - 5. Большая стрелка показывала 76 делений. Записываем вслед за предыдущими двумя цифрами цифру 76, показывающую число отдельных оборотов оси прибора. Таким образом, исходная величина на счетчике составила 3576.
Некоторые модели могут измерять только в направлении ветра, в зависимости от дизайна не хватает оптимальной точности. Чтобы найти победителя сравнения ветровых ножей, мы сравнили множество продуктов в деталях. Общее утверждение, которое является лучшим, не может быть сделано на этой основе. Ножи ветра часто слишком отличаются от теста. Однако наш тест помогает выбрать продукты, соответствующие конкретному приложению.
Без точных результатов измерения счетчик ветра не обеспечивает требуемую функциональность. Ультразвуковые и горячепроводные анемометры впечатляют своими особенно точными значениями, особенно при высоких скоростях ветра. Анемометр рабочего колеса также работает сильным ветром. На других устройствах мы также проверяли их точность.
Далее в течение 10 минут производилось определение скорости ветра с одновременным включением счетчика прибора и секундомера. Через указанное время счетчик и секундомер были выключены. С помощью указанной выше методики снимаем новые показания прибора, которые составили 6123. время наблюдения в секундах – 10´60 = 600 с. таким образом, за 600 секунд ось прибора сделала 6123 оборота. Для определения количества оборотов за 1 с делим разность показаний счетчика на 600: (6123 – 3576) : 600 = 2547: 600 = 4,245 об./с. Если в исследованиях нет необходимости в чрезвычайной точности исследования, что имеет место в большинстве случаев, то найденную величину принимают за скорость движения воздуха в м/с. То есть, скорость движения воздуха в данном примере была равной 4,245 м/с. Если же, появилась необходимость в очень точном исследовании, то переводят по графику или таблице, прилагаемых к прибору, об./с. м/с.
Погодные станции либо питаются от электричества, либо работают с батареей. Ножи для рук работают с аккумулятором или аккумуляторной батареей. При относительно малом весе устройства обычно требуют небольшой энергии. Это делает их разумным оборудованием, которое обеспечивает большую безопасность при планировании на открытом воздухе.
Вид прибора, называемый крыльчатым
Если вы ищете анемометр с достаточно большой памятью данных измерений, вы должны не только использовать счетчик ветра для оценки текущей погодной ситуации, но и искать устройства с функцией записи. Это также позволяет долговременно регистрировать данные о ветре и погоде.
Кататермометр. Данный прибор представляет собой особый спиртовый термометр со шкалой 35-38°С или 33-40°С. Поначалу кататермометр был сконструирован для измерения охлаждающего влияния температуры воздуха на тело человека. В дальнейшем было показано, что кататермометр не производит потери тепла с поверхности кожи человека, не учитывает влияния теплового излучения, которое оказывает значительное действие на тепловой обмен организма. В настоящее время применяется практически исключительно для измерения малых скоростей движения воздуха, хотя, пользуясь кататермометром, можно ориентировочно определить, с какими его показаниями при различных условиях производственной деятельности совпадает оптимальное самочувствие людей, и оценить охлаждающую способность метеорологических факторов (температуры и скорости движения воздуха).
Принцип работы аненометров
Обычный ручной счетчик ветра просто определяет силу ветра. Однако часто потребители хотят дополнительных дополнительных функций, которые обеспечивают большую безопасность в прогнозировании погоды. Например, измерение температуры и отображение влажности включены во многие ветровые счетчики. Встроенный календарь и часы на дисплее упрощают просмотр.
Это особенно полезно в связи с хранилищем данных для создания собственного календаря погоды. Современные ветровые ножи с соответствующим приложением также позволяют особенно практично работать через смартфон. Критерии покупки анемометра основаны на функциональности, долговечности и размере. Во-первых, вы должны рассмотреть цель, для которой требуется устройство, или это должен быть портативный ветрометр или стационарный анемометр. Наш тест на анемометры дает потенциальным покупателям полезные советы о доступных моделях и характеристиках оборудования.
Н – искомая величина охлаждения, мкал;
F – катафактор, мкал/см 2 ;
а – число секунд, в течение которых столбик спирта опустился с 38 до 35°С.
При работе с шаровым кататермометром, если наблюдения проводятся в температурном интервале 38-35°С, вычисление величины Н производят по той же формуле, что и для цилиндрического кататермометра. При наблюдениях в других интервалах для вычисления Н пользуются формулой:
Они квалифицируют ветровые ножи для занятий спортом на открытом воздухе или для профессионального использования, для дома или для парусника. Анемометры с вибрационными и отклоняющими пластинами, а также анемометры оболочки относятся к классическим проектам. Последние особенно востребованы, поскольку операция очень проста. Современные ультразвуковые ветряные мельницы обеспечивают особенно надежные результаты и используются во всех областях.
Краткая информация о ведущих производителях ветряных мельниц
Если ветрометр должен быть установлен на стене или установлен в саду, размер играет роль. В случае ножей с ручным приводом следует также убедиться, что размер правильный, при этом основное внимание уделяется легкому управлению. Если вы ищете ветрометр в магазине, вы найдете его на рынке электроники или на строительном рынке. В развлекательных и спортивных магазинах также есть высококлассные ветровые ножи.
Н – величина охлаждения сухого кататермометра, мкал;
Q – разность между средней температурой тела (36,5°С) и температурой окружающего воздуха, °С;
0,20 и 0,40; 0,13 и 0,47 – эмпирические коэффициенты.
Пример определения скорости движения воздуха с помощью шарового кататермометра. Исследователем проводилось определение скорости движения воздуха в учебной аудитории №2 кафедры гигиены ГОУ ВПО «ВГМУ Росздрава» с помощью шарового кататермометра при температуре воздуха в период наблюдения 20°С. катафактор (F ) прибора – 573 мкал/см 2 . Первый результат измерения времени падения температуры прибора с 40 до 33°С, как указывалось выше, был отброшен. Последующие три измерения показали соответственно время 210, 221 и 205 секунд. При расчете среднего времени получается результат: (210 + 221 + 205) : 3 = 636: 3 = 212 с.
Тем не менее, покупки особенно удобны в Интернете. Здесь у вас есть доступ к широкому диапазону ветровых счетчиков, которые подробно описаны и часто также оцениваются. Если у вас есть вопросы, вы можете связаться с продавцом в магазине, но также в Интернете вы не по своему усмотрению. С сервисной командой можно связаться по телефону, по телефону или по электронной почте, чтобы обсудить возможные проблемы или узнать больше о пригодности различных анемометров.
Что означает слово «анемометр»?
Быстрое онлайн-сравнение цен является важным аргументом для покупки в Интернете. Пока вы не найдете в магазине сопоставимое дешевое предложение, оно может занять значительно больше времени. Это означает, что онлайн-заказ явно впереди: он удобен, не стоит много времени и характеризуется особенно выгодными ценами.
мкал.
Находим величину , которая будет равна:
Скорость движения воздуха в учебной аудитории < 1 м/с, так как H/Q < 0,6. Подставляем найденные величины в соответствующую, указанную выше формулу, и рассчитываем скорость движения воздуха:
Скорость ветра играет роль во многих областях, а не только в метеорологии. Также в случае водных видов спорта, таких как парусный спорт и кайт-серфинг, а также в полете, разумно информировать о ветровой силе. С помощью переносной ветряной мельницы из теста текущая скорость ветра может быть определена в течение короткого времени, так что вы можете немедленно подготовиться к измерению или начать с пилота планера.
Стационарные измерительные приборы в первую очередь подходят для домашнего сектора. Благодаря установке ветрового счетчика в саду или на стене дома вы всегда имеете доступ к текущим метеорологическим данным. Хотя компоненты ветра часто могут меняться в течение нескольких минут, значения дают подробную информацию о стабильности погоды. При позиционировании следует соблюдать осторожность, чтобы условия естественного ветра не влияли на стены, кусты или другие ограничения. Только при учете этих факторов значительный результат получается при измерениях ветра.
Для ускоренных и приближенных расчетов скорости движения воздуха можно пользоваться специальными таблицами (таблицы 10 и 11). Если исследования проводились в условиях, представленных в предыдущем примере, где величина H/Q была равной 0,38, то на пересечении горизонтальной прямой, соответствующей указанной величине, с колонкой, соответствующей 20°С, находим результат по таблице – 0,239 м/с.
Правила пользования прибором
Самая старая форма ветряной мельницы, известная сегодня, работает с вибрирующей пластиной. Устройство, которое должно быть датировано серединой века, было наброшено и описано Леонардо да Винчи в модифицированной конструкции. На этот раз в Лондоне был упомянут еще один ветровой нож с вибрирующей пластиной. Предположительно, это второе развитие происходит от Роберта Гука, который, как и его коллега сэр Кристофер Рен, был заинтересован в метеорологических событиях.
Виды анемометров и принцип работы
Примерно через десять лет Гук добавил первый винт турбины к своему предыдущему рекордеру погоды. Во Франции были только с импеллера, окруженного защитной шиной, кроме того, у анемометра был роторный счетчик. К этому устройству был добавлен переключатель, чтобы включить и отключить этот счетчик.
Ветра и определения направления его дуновения известен как обсерватор, или анемометр. Применяют такие устройство при необходимости контроля над параметрами перемещения воздушных масс.
Принцип функционирования
Несмотря на разнообразие анемометров, которые отличаются конструктивно, большинство из них работают по принципу определения характера действия воздушного потока на подвижные вращающиеся элементы.
Анемометры с крыльчаткой
В последующие годы инженеры интегрировали функцию сброса, которая позволила сбросить счетчик до нуля. Подобные ветряные мельницы также использовались в Англии, известной как Анемометры Бирама. Описание исходит от французского епископа Пьера Даниэля Уэта. Здесь метод измерения проводился через трубу статического давления. Полученное давление входящего ветра изменило высоту ртути в трубке. Эта высота измерения увеличивается и падает пропорционально скорости потока ветра. По аналогичному принципу также работал аппарат англичанина Стивена Хейлса.
Приборы данной категории способны определять максимальную текущую при дуновении потока в определенном направлении. Отдельные модели выдают показатели объемного расхода воздуха, температуры потока, влажности. Таким образом, функциональный прибор для измерения скорости ветра превращается в портативную метеостанцию.
Типы
Выделяют несколько отдельных разновидностей устройств, способных производить расчет скорости ветра. В настоящее время выделяют следующие типы приборов данного назначения:
- вращательные;
- вихревые;
- тепловые;
- динамометрические;
- оптические;
- ультразвуковые.
Давайте подробно рассмотрим устройства каждого типа, определим их возможности, способы эксплуатации.
Вращательные анемометры
Метеорологический прибор может быть оснащен чашками либо лопастями, которые играют роль чувствительного элемента. Последние подвижно закрепляются на вертикальном стержне и соединяются с измерителем. Перемещение воздушных потоков заставляет такие вертушки вращаться вокруг оси. По мере движения измерительный механизм фиксирует количество оборотов в течение определенного временного отрезка. Визуальную информацию выдает шкала скорости ветра либо цифровой дисплей.
Конструкции данного типа изобретены достаточно давно. Однако, несмотря на появление более совершенных приборов, вращательные анемометры до сих пор продолжают успешно эксплуатироваться метеорологами по всему миру.
Вихревые анемометры
В таких приборах измерение скорости и происходит за счет воздействия воздушных потоков на легкое лопастное колесо, расположенное в вертикальной плоскости. Как и в предыдущем случае, вращение крыльчатки посредством воздействия на систему передает данные к счетному механизму.
В настоящее время наиболее распространены ручные вихревые анемометры. Последние используются для измерения скорости воздушных потоков в вентиляционных системах и трубопроводах, устанавливаются в воздуховодах промышленных и жилых объектов.
Тепловые анемометры
Не слишком востребованы тепловые приборы. Чаще всего необходимость в их применении возникает при измерении показателей медленных воздушных потоков.
Функционирует тепловой ветра по принципу измерения температуры нити накаливания либо специальной пластины, на которую оказывается давление воздуха. При различных показателях потока выделяется определенное количество энергии, которое позволяет поддерживать ту или иную температуру теплового элемента. Таким нехитрым способом и определяется скорость ветра.
Динамометрические анемометры
Прибор для измерения скорости ветра может также функционировать благодаря определению показателей давления ветрового потока в средине запаянной с одной стороны Г-образной трубки. Данные получают на основе сравнения избыточного воздушного давления снаружи и внутри элемента.
Динамометрический прибор для измерения скорости ветра применяется не только в метеорологии. Устанавливаются подобные устройства вентиляционных системах и газоходах, где вычисляют объемный расход потоков и их скорость.
Ультразвуковые анемометры
Принцип функционирования устройств данной категории основывается на определении на приемнике в зависимости от показателей потока воздушных масс. Здесь представлены наиболее высокоточные, современные устройства, которые также позволяют фиксировать направление ветровых потоков.
Выделяют трехмерные и двухмерные ультразвуковые приборы. Первые дают возможность получать показатели направления перемещения потоков в трех компонентах. В свою очередь, двухмерный метеорологический прибор позволяет измерять направление и скорость ветра лишь в горизонтальной плоскости. Некоторые ультразвуковые системы производят вычисления температуры воздушных потоков.
Оптические анемометры
Ученые-физики, инженеры, задействованные в космических программах, часто прибегают к применению лазерных оптических приспособлений для измерения скорости и направления перемещения воздушных потоков. Работают подобные устройства согласно определению зависимости рассеянного либо отраженного подвижным объектом света от его скорости. Данный способ не предполагает непосредственного воздействия газообразных, твердых либо жидких веществ на элементы измерительного устройства.
Сфера применения оптических анемометров крайне широка, начиная с определения направлений перемещения веществ в живых клетках и капиллярах и заканчивая вычислением скорости движения газов в атмосфере.
Эксплуатация лазерных устройств помогает с высокой точностью рассчитывать скорость воздушных потоков вокруг подвижных объектов, в частности, автотранспорта, летательных аппаратов, космических тел. Полученные расчеты дают возможность исследователям, инженерам и механикам разрабатывать наиболее аэродинамические формы при конструировании техники.
На что следует обращать внимание при выборе прибора для измерения скорости и направления перемещения воздушных потоков? Определяющее значение здесь имеет перечень задач, что поставлены перед пользователем. В зависимости от этого, значение имеют такие технические характеристики прибора:
- максимальный измерительный диапазон;
- величина погрешностей;
- возможность применения в тех или иных температурных условиях;
- уровень безопасности для пользователя при воздействии на устройство агрессивных факторов окружающей среды;
- тип: стационарный либо переносной прибор;
- степень защищенности механизма от воздействий атмосферных осадков;
- характер питания устройства и способ формирования данных;
- габариты прибора;
- возможность вычисления показателей в ночное время суток (наличие подсветки).
В настоящее время для работы в условиях крайне пониженных температур возможно использование метеорологических приборов с подогревателями. Для рудников и шахт применяют специализированные анемометры, что способны исправно функционировать при высокой запыленности окружающего пространства и во взрывоопасной среде. Такие функциональные приборы переносят воздействие повышенной влажности и остаются работоспособными при значительных перепадах температур.
В итоге
Как видно, в зависимости от личных потребностей, имеется возможность выбрать наиболее подходящее устройство для фиксации показателей воздушных потоков. Однако здесь имеются свои сложности. Поскольку все анемометры являются измерительными приборами, они подлежат сертификации и аттестации в соответствующих государственных учреждениях.
