Přístroj pro měření rychlosti větru (anemometr): typy, instrukce. Křídlo anemometr

Meteorologická zařízení zahrnují zařízení pro měření rychlosti větru, které se nazývá anemometr. Překlad z starověkého řeckého, definice doslova znamená "vetomer". Přes jméno, zařízení bylo vynalezeno teprve v 19. století. Byl vynalezen astronomem z Irska John Robinson, který určil rychlost větru.

Na co se zařízení používá?

Dnes je anemometr nalezen v různých oblastech činnosti:

• Na stanicích meteorologie, které pracují na pozorování počasí.

• Na letištích. Jsou používány službou bezpečnosti letu.

• Určení tahu ve ventilačních systémech v těžebním a uhelném průmyslu.

• Při konstrukci anemometrů se používá bezpečnostní opatření: přístroj je upevněn na horní straně stožáru jeřábu. Pokud je rychlost větru vyšší než specifikovaný provozní parametr, je zakázáno.

• V zemědělství se toto zařízení používá při zpracování plodin chemickými ochrannými prostředky a hnojivy.

Toto je seznam hlavních oblastí, kde se zařízení používá k měření rychlosti. Některé druhy mohou navíc měřit směr větru v různých rovinách, teplotu vzduchu. Jednotky rychlosti větru - metry za sekundu - se používají v nástrojích všeho druhu.

Zařízení a princip činnosti

Anemometr umožňuje měřit rychlost a směr větru. Zachycuje rychlost průtoku vzduchu a poté zpracovává přijaté informace a přenáší je do záznamového zařízení.

Hlavní součásti struktury jsou pouze tři bloky:

• Jednotka, která přímo měří rychlost odpočinku. Konkrétně zařízení detekuje rušení vzduchových hmot, které vzniká v důsledku pohybu proudění vzduchu.

• Převodník, který slouží k převodu zpětného získávání vzduchu do fyzického parametru.

• Záznamové zařízení, které přijímá signál z převodníku.

Zvláštní řetězec je tvořen, v každém stadiu, kde vykonává svou roli samostatný blok.

Rozmanitost modelů

V závislosti na principu provozu je zařízení pro měření rychlosti větru tvořeno ve třech verzích:

• Mechanické. Vzhledem k pohybu vzduchu v nich dochází k otáčení jednotlivých prvků. Do této kategorie patří anemometrický pohár a křídlo (nebo čepel). Odlišují se v konstrukci prvku, který vnímá tok vzduchu.

• Vytápění (nebo teplo). Jejich design zahrnuje topný článek (obvykle jednoduchý žhavící drát). Pod vlivem pohybujících se vzduchem se tento prvek ochladí. Zařízení určuje stupeň snížení teploty.

• Ultrazvuk, který měří rychlost pohybu zvuku. Zvuk, který prochází pohyblivým plynem, má jinou rychlost. Pokud se pohybuje směrem k větru, bude jeho rychlost nižší. Naopak, když se pohybujete ve stejném směru jako vítr, jeho rychlost bude vyšší než v klidovém vzduchu.

Klasifikace

Zařízení pro měření rychlosti větru ve své konstrukci má snímač, který se přímo dotýká průtoku vzduchu. V závislosti na typu snímače se rozlišují tyto typy anemometrů:

• Otáčení, ve kterém se jednotlivé konstrukční prvky začnou otáčet pod vlivem rychlosti větru.

• Ultrazvuk, který se jinak nazývá akustický.

• Topení, jsou také nazývány termální.

• Optické, které jsou dále rozděleny na laser a Doppler.

• Dynamic, jehož princip činnosti je založen na trubce Pitot-Prandtl.

• Float.

• Vířící.

Toto je seznam zařízení, které lze nalézt nyní.

Křídlo anemometr

Toto zařízení je schopno určit rychlost pohybu vzduchu, která je v rozsahu od 0,5 do 45 m / s. Navíc toto zařízení umožňuje měřit teplotu, která se pohybuje od mínus 50 do plus 100 stupňů.

Konstrukce anemometru je taková, že vítr je vnímán jako lopatkové kolo. Jedná se o malé lehké kolo, které je chráněno před mechanickými vlivy kovovým kroužkem. Jeho princip fungování připomíná ventilátor nebo mlýn. Pod vlivem větru se oběžné kolo začne otáčet. Podle systému ozubená kola jeho rotace se přenáší na šipky výpočetního mechanismu.

Manuální anemometr je navržen tak, aby se čítací mechanismus nacházel vedle oběžného kola. Díky tomu vzniká bariéra proti větru, takže pracovní rozsah je omezen. Takové přístroje mohou měřit rychlost větru, která nepřesahuje 5 m / s. Tato zařízení jsou vhodná pro měření průtoku vzduchu ve ventilačních šachtách, potrubích, potrubích apod.

Anemometr křídla je digitální tak, že je senzor zabudován do zařízení nebo je dálkový. Díky tomuto designu neexistuje žádná bariéra proti větru. Přístroj proto měří průtok, jehož rychlost může dosáhnout 45 m / s.

Zařízení typu pohárku

Anemometr pohárku je schopen měřit pouze v rovině, která je kolmá na osu otáčení. Konstrukce zařízení se skládá ze 4 hemisférických kelímků, které jsou oblečeny na symetrickém příčném paprsku rotoru.

První verze tohoto zařízení se objevila v roce 1846. Jejich tvůrcem je John Robinson. Získalo jméno kvůli vzhledu čepelí s šálkem. Doktor se domníval, že velikost šálků neovlivňuje otáčení šálků. Podle jeho názoru je rychlost otáčení šálků třikrát menší než rychlost větru. Později byla tato teorie vyvrácena. Bylo prokázáno, že zařízení má koeficient, který se pohybuje od 2 do 3,5.

V roce 1926 navrhl John Patterson rotor se třemi pohárky. Všimli si, že maximální točivý moment pohárů je dosažen, když se otáčejí pod úhlem 45 stupňů vzhledem k pohybu větru.

Na počátku devadesátých let minulého století Derek Weston zdokonalil pohár pro měření rychlosti větru. Jeho zdokonalení umožnilo měřit navíc směr větru. Jednoduchým způsobem to dosáhl - položil vlajku na jeden ze šálků. Při otočení se vlajka otočí ve větru a druhá je proti.

Ruční zařízení poháru počítají počet otáček provedených v daném časovém úseku. Ve zlepšených anemometrech je rotor spojen s otáčkami různých typů. Tato zařízení dokáží okamžitě zobrazit rychlost větru a jeho změnu v reálném čase. Interval měření je od 0,2 do 30 m / s.

Tepelná zařízení

Princip činnosti těchto anemometrů je určení elektrického odporu drátu. Tato hodnota se mění v závislosti na teplotě, která se snižuje v důsledku pohybujícího se proudu vzduchu. To je podobné tomu, jak vítr chladí pokožku za slunečného horkého dne.

Anemometr je kovové vlákno (platina, nichróm, stříbro, wolfram a jiné kovy), které je ohříváno elektrickým proudem na teplotu vyšší než je teplota okolí.

V zařízeních tohoto typu existuje jedna hlavní nevýhoda - nízká pevnost při mechanickém namáhání.

Ultrazvukové anemometry

Princip činnosti těchto zařízení je založen na určení rychlosti zvuku v pohybujícím se proudu vzduchu. Proto je tento anemometr označován také jako akustický. Když se zvuk pohybuje ve stejném směru jako vzduch, zvyšuje se jeho rychlost. Při pohybu směrem k větru se rychlost zvuku snižuje. Z tohoto důvodu se měří doba přijetí ultrazvuku. Přístroj se připojí k počítači, aby zpracoval přijatá data.

Snímač může provádět několik funkcí. V závislosti na jejich počtu existuje několik typů senzorů:

• Dvojrozměrné, které jsou schopné určit rychlost a směr větru.

• Trojrozměrné, které definují všechny tři složky vektoru rychlosti větru.

• Čtyřrozměrná, která kromě indikátorů předchozího typu může měřit teplotu vzduchu.

Ultrazvukové přístroje měří rychlost větru až 60 m / s.