Анемометр это прибор для измерения скорости ветра: Что такое анемометр и что им измеряют?

что это, виды, сферы использования

← Пред. материалПередовые технологии, применяемые в документирующих системах LI-COR для имаджинга гелей, блотов, планшетов, мелких животных и других образцов

Во всех системах LI-COR Biotechnology (США), работающих на принципе детекции ИК-флуоресценции, для возбуждения флуоресцентного сигнала используются твердотельные лазерные диоды. Использование лазера позволило отказаться от сложной системы светофильтров, существенно повысить интенсивность сигнала, а также…

20 января 2021

Просмотров: 1478

След. материал →Газоанализатор: что это, виды и области применения

Газоанализатор — лабораторное оборудование, предназначенное для определения состава газовой смеси. Различает и качественное, и количественное соотношение газов в образце в зависимости от модели…

• 1. Что это такое?
• 2. Основные виды
• 3. Сфера использования

Что это такое?

Анемометр — устройство, которое фиксирует скорость движения ветра или другого газа. Применяется в метеорологии, в конструкторских работах для определения качества работы вентиляции, в спорте, на войне, в сельском хозяйстве. Некоторое модели могут дополнительно определять направление движения воздуха, его температуру, влажность, давление, что делает их совершенно незаменимым мультифункциональным прибором.

Современные анемометры представляют из себя высокотехнологичное цифровое устройство. Они просты в использовании, достаточно точны и удобны.

Основные виды

Первый анемометр, описанный в 1450 году, представлял из себя колеблющуюся от порывов ветра деревянную доску. Современные приборы гораздо точнее и проще в использовании.

Наиболее популярными разновидностями считаются:

• 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 распространены сейчас многофункциональные устройства, представляющие из себя практически метеостанцию в миниатюре.

Сфера использования

Основная сфера применения этого прибора — метеорология, для определения силы ветра и его направления. Его можно встретить на аэропортах и аэродромах, от совсем небольших до крупных международных. Также его используют на промышленных предприятиях и в офисах, чтобы определять, нормально ли работают вытяжка, кондиционер, вентиляция.

Спросом анемометры пользуются и в спортивной сфере, особенно в спортивной стрельбе из пистолетов и лука. Снайперы используют приборы для корректировки курса.

Они имеются в арсенале поклонников парусного спорта, полётов на дельтапланах и парапланах, имеются в кабинах башенных кранов. В сельском хозяйстве анемометры используют перед опрыскиванием полей, чтобы учесть направление воздушных потоков и опылить нужные места.

Посмотреть товары в каталоге

Анемометры ультразвуковые для измерения скорости и направления ветра

что это такое и как он работает?

Анемометр — это прибор, который измеряет скорость ветра (скорость, направление и давление). Желая быть более точным, анемометр может рассчитывать скорость газов в контролируемом потоке (например, поток воздуха в воздуховоде) или неконтролируемом (например, атмосферный ветер).

Термин анемометр греческого происхождения, от анемос (ветер) и метрон (мера). Авторство приписывается итальянскому архитектору Леону Баттисте Альберти (1450 г.).

Что такое анемометр?

Анемометр — это прибор для обнаружения ветра, который определяет скорость, направление и давление. Фактически, они являются важными инструментами для метеорологов на их станциях.

Чтобы оценить скорость, анемометр анализирует

изменения свойств жидкости или ее влияние на механическое устройство, вводимое в контакт.

Как работает анемометр?

Наиболее распространенный анемометр имеет несколько чашек (три или четыре), прикрепленных к горизонтальным стержням. Когда дует ветер, чашки вращаются и поворачивают стержень, к которому они присоединены. Чем сильнее дует ветер, тем больше крутится ствол. Таким образом, анемометр подсчитывает количество оборотов и, следовательно, вычисляет среднюю скорость ветра в данный период.

Другие типы анемометров вычисляют скорость ветра совсем по-другому (читайте позже).

Возможно, вы слышали термин «анемометр» при описании особенно неблагоприятного погодного явления.

Задумывались ли вы, что такое анемометр и как он работает? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Для чего используется анемометр?

Ветроанемометр — это датчик для измерения скорости в определенном направлении на определенной плоскости.

Они также важны для работы физиков , которые среди своих навыков также изучают движение воздуха.

Кто использует анемометры? Пилоты, инженеры и климатологи

Скорость ветра позволяет прогнозировать изменения погодных условий, например приближающийся шторм.

Анемометр является основным инструментом для любой работы влияет погода .

Те, кто управляет дронами, самолетами или вертолетами, должны постоянно измерять скорость ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи. Анемометры также важны на кораблях (скорость ветра определяет размер волн).

Наконец, анемометры используются на каждой метеорологической станции , на какой бы широте она ни находилась.

Анемометры в космосе

Аэрокосмические инженеры и физики используют специальные лазерные анемометры , например, в экспериментах на скорость. Фактически, лазерные анемометры способны измерять скорость ветра вокруг космического корабля. Цель состоит в том, чтобы сделать эти машины более аэродинамическими при выполнении своих задач.

НАСА планирует миссию на планету Венера с анемометром для оценки скорости ветра и оценки характеристик атмосферы в этом районе.

Разница между анемометром и флюгером

Флюгеры также показывают направление ветра, но в основном являются декоративными инструментами. Разница в том, что флюгер, в отличие от анемометра, не может дать столь точную информацию о скорости ветра.

Краткая история анемометра

Прибор анемометра очень мало изменился с момента его первой разработки в 15 веке:

• В 1450 году его спроектировал итальянский изобретатель Леон Баттиста Альберти;
• В 1846 году Джон Томас Ромни Робинсон усовершенствовал конструкцию;
• В 1926 году канадский метеоролог Джон Паттерсон сконструировал трехчашечный анемометр;
• В 1991 году Дерек Уэстон вводит возможность измерения направления ветра;
• В 1994 году Андреас Пфлич изобрел звуковой анемометр.

Типы анемометров

На рынке представлен широкий выбор типов анемометров для непосредственного измерения ветра и скорости воздуха.

Мы можем начать сразу же, сделав макро-различие между двумя группами:

1. Крыльчатые, термические и чашечные анемометры рассчитывают среднюю скорость;
2. Анемометры с термоанемометром оценивают характеристики турбулентности как поперечные измерения.

Чашечный анемометр для метеостанций

Самый простой тип анемометра – чашечный анемометр.

Он состоит из трех или четырех полусферических чашек, каждая из которых установлена на концах горизонтальных плеч, которые, в свою очередь, установлены через равные промежутки на вертикальном валу. Поток воздуха, проходящий над стаканами в горизонтальном направлении, заставляет стаканы вращаться в зависимости от скорости ветра.

Подсчитав обороты чашек за заданное время, можно оценить среднюю скорость ветра.

Трехчашечные анемометры в настоящее время используются в качестве отраслевого стандарта для исследований по оценке ветровых ресурсов, например, в датчиках, прикрепленных к блокам управления окнами .

Чашечный ветромер используется на метеостанциях и измеряет скорость в плоскости, перпендикулярной оси вращения чашек.

Горячая проволока или крыльчатый анемометр?

Иногда называемые измерителями скорости ветра или скорости воздуха, анемометры обычно классифицируются как термоанемометры или крыльчатые.

• Анемометр с горячей проволокой — лучший выбор для точного измерения расхода воздуха на очень низких скоростях (например, ниже 2000 фут/мин). Некоторые модели предназначены для измерения скоростей до 15 000 футов/мин, при этом сохраняя очень точные возможности измерения на значительно более низких скоростях. Для измерения скорости воздуха крыльчатый анемометр использует рабочее колесо;
• Крыльчатые анемометры – лучший выбор для измерения скорости ветра. Многие из них имеют выбираемые пользователем единицы измерения: футы/мин, м/с, мили в час, км/ч и узлы, что позволяет использовать их в самых разных областях.
  Термоанемометр представляет собой термоанемометр или крыльчатый датчик ветра, способный также измерять температуру воздуха;
• Влаготермометрические анемометры обладают характеристиками термоанемометра и датчика влажности, которые предоставляют заказчику полную информацию об окружающей среде.

Портативный крыльчатый анемометр

Вращающийся механический анемометр можно классифицировать как крыльчатый или пропеллерный. В этом типе датчика ось вращения должна быть горизонтальной, как поток ветра. На открытых пространствах ветер меняет направление и ось должна это учитывать.

Крыльчатый анемометр также доступен с различными дополнительными функциями.

Портативные термоанемометры

В термоанемометрах

используется очень тонкая проволока или нагревательный элемент. Поток воздуха оказывает охлаждающее действие. Поскольку электрическое сопротивление большинства металлов зависит от температуры металла, можно получить зависимость между сопротивлением проволоки и скоростью потока.

Анемометр с горячей проволокой очень чувствителен и имеет высокую частотную характеристику и хорошее пространственное разрешение по сравнению с другими методами измерения.

Термоанемометры с анализом скорости и температуры

Термоанемометры имеют самый маленький датчик. Термодатчики способны измерять как скорость, так и температуру. Системы регистрации данных позволяют пользователю анализировать (в том числе графически) характеристики потока и данных.

Они часто используются в аэродинамических трубах для оценки печатных плат и радиаторов.

Продукты, которые могут вас заинтересовать

Что такое анемометр? Как это работает?

Что такое анемометр и что он измеряет? Наиболее распространенное использование анемометра, о котором вы, возможно, слышали, — это отчеты о погоде в отношении скорости ветра. Возможно, вы слышали термин, случайно брошенный во время сурового погодного явления, но что это такое и как оно работает? Давайте углубимся в эти вопросы ниже.

Что измеряет анемометр?

Что такое анемометр и что он измеряет? Определение анемометра – это устройство, используемое для измерения скорости ветра.

Анемометры показывают скорость ветра в милях в час (миль/ч), километрах в час (кмч), метрах в секунду (м/с) или узлах.

Как работает анемометр?

Анемометры измеряют скорость ветра по величине давления ветра на поверхность, такую ​​как чашка или пропеллер, или с помощью звуковых импульсов.

Механический анемометр содержит колесо с чашками или пропеллер на концах спиц колеса. В одном из них находится магнит. Каждый раз, когда магнит проходит переключатель, он делает запись. Это может дать очень точное определение скорости ветра.

Также существует несколько типов анемометров. Например, звуковой анемометр использует возмущения и звуковые волны для расчета скорости ветра. Он не имеет движущихся частей и использует технологию звуковых импульсов для измерения скорости и направления ветра.

Существуют также лазерные доплеровские анемометры, пластинчатые и трубчатые анемометры, проволочные анемометры, крыльчатые анемометры и другие конструкции.

Механический анемометр Davis оснащен герметичными шарикоподшипниками из нержавеющей стали, что обеспечивает длительный срок службы при непрерывном использовании. Он прочный, но при этом достаточно точный, чтобы измерять малейший ветерок или изменение скорости ветра.

Кто использует анемометры?

Анемометр — отличный инструмент для всех, кто интересуется погодой. Тем, кто летает на дронах, радиоуправляемых самолетах или вертолетах, необходимо измерять скорость ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи. Анемометры являются обычным явлением на кораблях, потому что скорость ветра определяет высоту волны.

Они также являются необходимой частью метеостанций, таких как Davis Vantage Vue или Vantage Pro2. Анемометр на Davis Vantage Pro2 или Vantage Vue Sensor Suites, который включает в себя флюгер, прошел испытания в аэродинамической трубе на скорости до 200 миль в час.

Для сравнения: самый сильный порыв ветра, когда-либо зарегистрированный персональной метеостанцией (199 миль в час), был зафиксирован анемометром Дэвиса во время урагана Ирма, обрушившегося на Подветренные острова в сентябре 2017 года.

Анемометр Davis Vantage Pro2 можно использовать в качестве удаленная ветростанция с датчиком-передатчиком в качестве замены анемометра в наборе беспроводных датчиков Vantage Pro2 или в качестве автономной ветростанции с WeatherLink Live или EnviroMonitor.

Компания Davis Instruments занимается производством инструментов для личного и профессионального использования уже более 50 лет. Вся их продукция известна своей надежностью, точностью и долговечностью в полевых условиях.

Определение погодных терминов — полный список

Что такое анемометр и что он измеряет?

Анемометр — это прибор, используемый для измерения скорости или скорости газов либо в замкнутом потоке, таком как поток воздуха в воздуховоде, либо в неограниченном потоке, таком как атмосферный ветер. Чтобы определить скорость, анемометр обнаруживает изменение какого-либо физического свойства жидкости или воздействие жидкости на механическое устройство, введенное в поток.

Анемометр с горячей проволокой является наиболее популярным видом анемометров с постоянной температурой. Он состоит из элемента из тонкой проволоки с электрическим подогревом (0,00016 дюйма в диаметре и 0,05 дюйма в длину), поддерживаемого иглами на концах. В то время как анемометры с термоанемометрами лучше всего подходят для чистых газов с низкими скоростями, расходомеры с трубкой Вентури также можно рассматривать для некоторых приложений с расходом жидкости (включая шлам).

Узнайте больше об анемометрах

Для чего используются анемометры?
Анемометр может измерять общую величину скорости, величину скорости в горизонтальной плоскости или составляющую скорости в определенном направлении.

Типы анемометров
Существует широкий выбор моделей анемометров для непосредственного измерения ветра и скорости воздуха. Четыре самые популярные модели анемометров: крыльчатые анемометры, термоанемометры, термоанемометры с профилированием скорости/температуры и чашечные анемометры. Анемометры обычно классифицируются как анемометры постоянной температуры или постоянной мощности.

Анемометры с постоянной температурой популярны благодаря своей высокочастотной характеристике, низкому уровню электронных помех, устойчивости к перегоранию датчика при резком падении расхода воздуха, совместимости с термопленочными датчиками и их применимости к потокам жидкости или газа.

Анемометры постоянной мощности не имеют системы обратной связи. Температура просто пропорциональна расходу. Они менее популярны, потому что их показания нулевого расхода нестабильны, отклик температуры и скорости медленный, а температурная компенсация ограничена.

Наиболее распространенные области применения анемометра
Анемометр обычно измеряет потоки газа в турбулентных условиях. Крыльчатые анемометры, термоанемометры и чашечные анемометры (обычно используемые на метеорологических станциях) в основном используются для измерения средней скорости, в то время как анемометры с термоанемометрами обычно используются при измерении характеристик турбулентности, таких как поперечные измерения в поперечном сечении. Термин «тепловой анемометр» часто используется для обозначения любого анемометра, который использует взаимосвязь между теплопередачей и скоростью для определения скорости.

ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ АНЕМОМЕТРОВ Термин «анемометр» произошел от греческих слов «анемос» — «ветер» и «метрон» — «мера». Механические анемометры были впервые разработаны еще в 15 веке для измерения скорости ветра.

Анемометры для метеостанций
Чашечный анемометр (применяется на метеостанциях) измеряет скорость в плоскости, перпендикулярной оси вращения ее чашек. Если чашечный анемометр установлен с валом перпендикулярно горизонтали, он будет измерять только ту составляющую ветра, которая параллельна земле. Другие анемометры, такие как крыльчатые анемометры, используются с наконечником, совпадающим с вектором общей скорости. Прежде чем использовать анемометр, важно определить, как он должен располагаться и какую составляющую общей скорости представляет его измерение.

Выберите правильный анемометр

Крыльчатые анемометры
Формы вращающихся механических анемометров скорости можно отнести к классу крыльчатых или пропеллерных. В этом стиле анемометра ось вращения должна быть параллельна направлению ветра и, следовательно, обычно горизонтальна. На открытом пространстве направление ветра меняется, и ось должна следовать за его изменениями. В тех случаях, когда направление движения воздуха всегда одно и то же, как, например, в вентиляционных шахтах шахт и зданий, используются флюгеры, известные как воздухомеры, которые дают наиболее удовлетворительные результаты. Крыльчатые анемометры доступны с дополнительными функциями, такими как измерение температуры, влажности и точки росы, объемное преобразование и возможность регистрации данных.

Термоанемометры
Термоанемометры используют очень тонкую проволоку (порядка нескольких микрометров) или элемент, нагретый до некоторой температуры выше температуры окружающей среды. Проходящий мимо воздух имеет охлаждающий эффект. Поскольку электрическое сопротивление большинства металлов зависит от температуры металла (вольфрам является популярным выбором для нагревательных проводов), можно получить зависимость между сопротивлением провода и скоростью потока.

Существует несколько способов реализации этого, и устройства с термоэлектрической проволокой можно дополнительно классифицировать как CCA (анемометр постоянного тока), CVA (анемометр постоянного напряжения) и CTA (анемометр постоянной температуры). Таким образом, выходное напряжение этих анемометров является результатом какой-то схемы внутри устройства, пытающейся поддерживать постоянную конкретную переменную (ток, напряжение или температуру). Кроме того, также используются анемометры с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), в которых скорость определяется по продолжительности повторяющегося импульса тока, который доводит провод до заданного сопротивления, а затем останавливается до тех пор, пока не будет достигнуто пороговое «пол», при в который раз импульс отправляется снова.

Анемометры с термоанемометром, хотя и чрезвычайно чувствительны, имеют чрезвычайно высокую частотную характеристику и высокое пространственное разрешение по сравнению с другими методами измерения и поэтому почти повсеместно используются для детального изучения турбулентных потоков или любого потока, в котором наблюдаются быстрые колебания скорости. представляют интерес. Термоанемометры доступны с дополнительными функциями, такими как измерение температуры, возможность регистрации данных.

Термоанемометры с профилированием скорости/температуры
Термоанемометрические профилирующие системы имеют наименьший доступный датчик. Датчики измеряют как скорость, так и температуру. Многоточечная система регистрации данных позволяет пользователю профилировать характеристики потока в приложении и анализировать данные графически. Они обычно используются в аэродинамических трубах для анализа печатных плат и радиаторов.

Чашечные анемометры
Простым типом анемометра является чашечный анемометр. Он состоял из трех или четырех полусферических чашек, каждая из которых крепилась на одном конце горизонтальных рычагов, которые, в свою очередь, устанавливались под равными углами друг к другу на вертикальном валу. Воздушный поток, проходящий мимо стаканов в любом горизонтальном направлении, поворачивал стаканы пропорционально скорости ветра. Таким образом, подсчет оборотов чашек за заданный период времени дает среднюю скорость ветра для широкого диапазона скоростей. На анемометре с четырьмя чашками легко видеть, что, поскольку чаши расположены симметрично на концах плеч, ветер всегда имеет представленную ему полость одной чашечки и дует на обратную сторону чашечки на противоположном конце. креста.

Когда Робинсон впервые сконструировал свой анемометр, он ошибочно утверждал, что независимо от того, насколько велики чашки или как длинны плечи, чашки всегда двигаются со скоростью, равной одной трети скорости ветра. Это, по-видимому, подтверждалось некоторыми ранними независимыми экспериментами, но было очень далеко от истины. Позже было обнаружено, что фактическое соотношение между скоростью ветра и скоростью чашек, называемое коэффициентом анемометра, зависит от размеров чаш и рукавов и может иметь значение от двух до немногим более трех. Каждый отдельный эксперимент с анемометром приходилось проводить заново.

Трехчашечный анемометр, разработанный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования чашек компанией Brevoort & Joiner из США в 1935 году привели к созданию чашечной конструкции, которая была линейной и имела погрешность менее 3% на скорости до 60 миль в час. Паттерсон обнаружил, что каждая чашка создает максимальный крутящий момент, когда она находится под углом 45 градусов к потоку ветра. Анемометр с тремя чашками также имел более постоянный крутящий момент и быстрее реагировал на порывы ветра, чем анемометр с четырьмя чашками.

Трехчашечный анемометр был дополнительно модифицирован австралийцем Дереком Уэстоном в 1991 для измерения направления и скорости ветра. Уэстон добавил метку к одной чашке, что приводит к увеличению и уменьшению скорости колеса чашки, когда метка движется попеременно по ветру и против ветра. Направление ветра рассчитывается по этим циклическим изменениям скорости чашечного колеса, а скорость ветра, как обычно, определяется по средней скорости чашечного колеса.

Трехчашечные анемометры в настоящее время используются в качестве отраслевого стандарта для исследований по оценке ветровых ресурсов. Чашечный анемометр NRG Systems #40C чаще всего используется для этой цели. По историческим причинам размеры анемометра измеряются в воронах.

Часто задаваемые вопросы

Термоанемометр или крыльчатый анемометр?
Иногда называемые измерителями скорости ветра или скорости воздуха, анемометры обычно классифицируются как термоанемометры или крыльчатые. Анемометр с горячей проволокой лучше всего подходит для точного измерения расхода воздуха при очень низких скоростях (например, менее 2000 футов/мин). Некоторые модели предназначены для измерения скоростей до 15 000 футов/мин, но при этом имеют очень точные возможности измерения вплоть до гораздо более низких скоростей. В крыльчатом анемометре используется вращающаяся крыльчатка для измерения скорости воздуха. Крыльчатые анемометры – лучший выбор для измерения скорости ветра. Многие из них имеют выбираемые пользователем единицы измерения: футы/мин, м/с, мили в час, км/ч и узлы для широкого спектра применений. Термоанемометр — это любой анемометр с горячей проволокой или крыльчатый, имеющий дополнительную функцию измерения температуры воздуха. Анемометры с гигрометром включают в себя функции термоанемометра и датчика влажности, предоставляя пользователю полную информацию об окружающей среде. Анемометр с регистрацией данных предназначен для хранения измерений для последующего просмотра. Некоторые загружают зарегистрированные показания скорости воздуха на ваш компьютер для просмотра, построения графиков и дальнейшего анализа.

Как использовать анемометры при пересечении воздуховодов?
Анемометры широко используются для балансировки воздуховодов. Это достигается размещением нескольких анемометров в поперечном сечении воздуховода или газовой трубы и ручной записью показаний скорости в многочисленных точках. Массовый расход получается путем вычисления средней скорости и умножения ее на плотность и на измерение площади поперечного сечения воздуховода. Для цилиндрических воздуховодов логарифмический метод перемещения обеспечивает наибольшую точность, так как учитывает эффекты трения по стенкам воздуховода.