Прилад для вимірювання швидкості вітру. Метеорологічний прилад

Прилад для вимірювання швидкості вітру і визначення напрямку його подиху відомий як обсерватор, або анемометр. Застосовують такі пристрій при необхідності контролю над параметрами переміщення повітряних мас.

Відео: Анемометр своїми руками, просто!

принцип функціонування

Незважаючи на різноманітність анемометрів, які відрізняються конструктивно, більшість з них працюють за принципом визначення характеру дії повітряного потоку на рухливі обертові елементи.

Прилади даної категорії здатні визначати максимальну поточну швидкість вітру при подиху потоку в певному напрямку. Окремі моделі видають показники об`ємної витрати повітря, температури потоку, вологості. Таким чином, функціональний прилад для вимірювання швидкості вітру перетворюється в портативну метеостанцію.

типи

Виділяють кілька окремих різновидів пристроїв, здатних виробляти розрахунок швидкості вітру. В даний час виділяють наступні типи приладів даного призначення:

• обертальні;
• вихрові;
• теплові;
• динамометричні;
• оптичні;
• ультразвукові.

Давайте детально розглянемо пристрої кожного типу, визначимо їх можливості, способи експлуатації.

обертальні анемометри

Метеорологічний прилад може бути оснащений чашками або лопатями, які грають роль чутливого елемента. Останні рухомо закріплюються на вертикальному стрижні і з`єднуються з вимірником. Переміщення повітряних потоків змушує такі вертушки обертатися навколо осі. У міру руху вимірювальний механізм фіксує кількість оборотів протягом певного часового відрізку. Візуальну інформацію видає шкала швидкості вітру або цифровий дисплей.

Конструкції даного типу винайдені досить давно. Однак, незважаючи на появу досконаліших приладів, обертальні анемометри досі продовжують успішно експлуатуватися метеорологами по всьому світу.

вихрові анемометри

В таких приладах вимірювання швидкості і напрямку вітру відбувається за рахунок впливу повітряних потоків на легке лопатеве колесо, розташоване в вертикальній площині. Як і в попередньому випадку, обертання крильчатки за допомогою впливу на систему зубчастих коліс передає дані до счетному механізму.

Відео: Вимірювання швидкості вітру. Анемометр X-line AeroTemp

В даний час найбільш поширені ручні вихрові анемометри. Останні використовуються для вимірювання швидкості повітряних потоків в вентиляційних системах і трубопроводах, встановлюються в повітроводах промислових і житлових об`єктів.

теплові анемометри

Чи не занадто затребувані теплові прилади. Найчастіше необхідність в їх застосуванні виникає при вимірюванні показників повільних повітряних потоків.

функціонує теплової датчик швидкості вітру за принципом вимірювання температури нитки розжарювання або спеціальної пластини, на яку чиниться тиск повітря. При різних показниках потоку виділяється певна кількість енергії, яке дозволяє підтримувати ту чи іншу температуру теплового елемента. Таким нехитрим способом і визначається швидкість вітру.

динамометричні анемометри

Прилад для вимірювання швидкості вітру може також функціонувати завдяки визначенню показників тиску вітрового потоку в середині запаяної з одного боку Г-образної трубки. Дані отримують на основі порівняння надлишкового повітряного тиску зовні і всередині елемента.

Динамометрический прилад для вимірювання швидкості вітру застосовується не тільки в метеорології. Встановлюються подібні пристрої вентиляційних системах і газоходах, де обчислюють об`ємний витрата потоків і їх швидкість.

ультразвукові анемометри

Принцип функціонування пристроїв даної категорії грунтується на визначенні швидкості звуку на приймачі в залежності від показників потоку повітряних мас. Тут представлені найбільш високоточні, сучасні пристрої, які також дозволяють фіксувати напрямок вітрових потоків.

Виділяють тривимірні і двомірні ультразвукові прилади. Перші дають можливість отримувати показники напрямку переміщення потоків в трьох компонентах. У свою чергу, двомірний метеорологічний прилад дозволяє вимірювати напрямок і швидкість вітру лише в горизонтальній площині. Деякі ультразвукові системи виробляють обчислення температури повітряних потоків.

Оптичні анемометри

Вчені-фізики, інженери, задіяні в космічних програмах, часто вдаються до застосування лазерних оптичних пристроїв для вимірювання швидкості і напрямку переміщення повітряних потоків. Працюють подібні пристрої згідно з визначенням залежності розсіяного або відбитого рухомим об`єктом світла від його швидкості. Даний спосіб не передбачає безпосереднього впливу газоподібних, твердих або рідких речовин на елементи вимірювального пристрою.

Відео: вимірювання швидкості вітру, вимірювання швидкості вітру

Сфера застосування оптичних анемометрів вкрай широка, починаючи з визначення напрямків переміщення речовин в живих клітинах і капілярах і закінчуючи обчисленням швидкості руху газів в атмосфері.

Експлуатація лазерних пристроїв допомагає з високою точністю розраховувати швидкість повітряних потоків навколо рухомих об`єктів, зокрема, автотранспорту, літальних апаратів, космічних тіл. Отримані розрахунки дають можливість дослідникам, інженерам і механікам розробляти найбільш аеродинамічні форми при конструюванні техніки.

Поради щодо вибору

На що слід звертати увагу при виборі приладу для вимірювання швидкості і напрямку переміщення повітряних потоків? Визначальне значення тут має перелік завдань, що поставлені перед користувачем. Залежно від цього, значення мають такі технічні характеристики приладу:

• максимальний вимірювальний діапазон;
• величина похибок;
• можливість застосування в тих чи інших температурних умовах;
• рівень безпеки для користувача при впливі на пристрій агресивних чинників навколишнього середовища;
• тип: стаціонарний або переносний прилад;
• ступінь захищеності механізму від впливів атмосферних опадів;
• характер живлення пристрою і спосіб формування даних;
• габарити приладу;
• можливість обчислення показників в нічний час доби (наявність підсвічування).

В даний час для роботи в умовах вкрай знижених температур можливе використання метеорологічних приладів з підігрівниками. Для рудників і шахт застосовують спеціалізовані анемометри, що здатні справно функціонувати при високій запиленості навколишнього простору і у вибухонебезпечному середовищі. Такі функціональні прилади переносять вплив підвищеної вологості і залишаються працездатними при значних перепадах температур.

Відео: Знак 40 і новий прилад для вимірювання та фіксації швидкості

В підсумку

Як видно, в залежності від особистих потреб, є можливість вибрати найбільш підходяще пристрій для фіксації показників повітряних потоків. Однак тут є свої складності. Оскільки все анемометри є вимірювальними приладами, вони підлягають сертифікації та атестації у відповідних державних установах.