Что такое анемометр и что им измеряют?

Метеорологический прибор для измерения скорости прохождения воздушных масс – анемометр – необходимая вещь для производственных помещений, в которых скорость потоков воздуха активно влияет на систему кондиционирования.

С его помощью можно измерять:

• Направление ветра;
• Влажность в помещении либо в открытом пространстве;
• Давление атмосферное;
• Расходный объем воздуха;
• Температуру воздуха (если речь о термоанемометре).

Несмотря на то, что зачастую прибор используется на метеорологических станциях или в условиях производства с мощной системой кондиционирования, он пригодится везде, где необходимо измерить скорость потока ветра.

Важно купить анемометр во время проведения ремонта в помещении, при замене окон для точного вычисления наличия либо отсутствия сквозняка.

Кроме того, это устройство предназначено для:

• безопасной работы монтажников-высотников,
• определения тяги в дымоходе;
• для охотников и рыболовов;
• в газовом хозяйстве.

Что такое анемометр?

Как отмечалось выше, это специфический профессиональный универсальный прибор, который способен измерить скорость ветровых и газовых потоков в помещении и за его пределами. Эти приборы являются портативными метеостанциями, оснащены крыльчаткой с лопастями для вычисления скорости воздушных масс. Крыльчатка по принципу работы напоминает флюгер на крышах - она самостоятельно подстраивается под направление ветра или тяги, вращаясь по оси. Таким образом, она определяет дополнительно и направление ветра.

Виды анемометров

Данная портативная метеостанция современная по типу индикации бывает цифровой и электронной. Электронная или аналоговая конструкционно отличается отдельным выносным измерителем от 1 и до 12 уровней по вертикальной шкале. Например, модель FLUS ET-950.

Цифровые более компактные и портативные устройства, у которых измерительная часть с лопастями либо скрыта в корпусе, либо является его передней частью. измерения проводятся автоматически и выдаются на цифровую панель, т.е. дисплей. К числу таковых относятся, Wintact WT87A, Benetech GM8903 и др.

Конструктивно устройство представлено тремя видами:

1. Чашечный - самый примитивный прибор;
2. Крыльчатый - наиболее распространенный;
3. Термоанемометр со встроенным датчиком.

Чашечный, изобретенный еще в середине девятнадцатого века, сейчас можно в подобном виде встретить только в узкоспециализированных лабораториях, поскольку он совершает замеры только в одной плоскости и по горизонтали, т.е. скорость ветра. Его лопасти - это полусферы.

Крыльчатый - с пластиковыми устойчивыми лопастями, похожими на куллер в ПК, работает по тому же принципу, однако уже в нескольких плоскостях.
Термоустройство имеет телескопический датчик, т.е. по сути является полноценным ультразвуковым контрольно-измерительным прибором. Наиболее часто на рынке можно встретить такую портативную метеостанцию брендов:

• Benetech
• FLUS
• UNI-T
• WINTACT

Более современные модели считывает информацию о состоянии климата как в интерьере, так и на улице при помощи телескопического, ультразвукового датчика. Качественные и надежные анемометры способны анализировать сразу несколько показателей:

• влажности воздуха;
• скорости воздушных потоков;
• направление ветра;
• объем расходуемого воздуха в помещении;
• температуру (термоанемометры).

У ультразвуковых степень погрешности в показателях минимальна - максимум плюс/минус 2%. Большинство таких разновидностей вычисляют температуру от нуля и до +45 градусов по Цельсию.

Кстати, интересно, что в основе принципа работы устройства без крыльчатки лежит фактически акустический метод исследования скорости потоков. Т.е. прибор считывает скорость звука, а после трансформирует его в электронно-цифровой блок.

Существуют и еще более узкоспециализированные по устройству и принципу действия разновидности такого прибора – это пневмоанемометры или по-другому тепловые анемометры, а также динамические или анемографы.

По сфере применения стоит отметить, что изначально анемометры устанавливались на узкоспециализированных объектах:

• в промышленности с мощными системами кондиционирования;
• в аэропортах и летных площадках для определения порывов ветра;
• для проверки доменных печей,
• газопроводов, котлов.

Сегодня ими активно пользуются в самых различных и порой неожиданных местах. Например, во время рыбалки, охоты, для прицеливания стрелков, лучников и даже биатлонистов. Крайне важным он является для машинистов высотных кранов, где от порывов ветра зависит безопасная эксплуатация подъемника. Анемометр устанавливают на башне крана, вынося показатели на панель, чтобы во время скачка воздушного потока машинист не нагружал стрелку. От этого зависит не только его жизнь, но и сотен, а то и тысяч тех, кто внизу, на земле.

Если вам необходимо удостовериться, что газовый котел не пропускает, в вентиляции или дымоходе хорошие показатели тяги, в система кондиционирования воздуха в производственном или жилом помещении не пересушивает слишком воздух, оставляя его в пригодных пределах влажности, а кроме того температуры, то для этого просто необходимо приобрести анемометры.

Устройство и принцип действия анемометров

Чашечные анемометры появились на свет в далеком 1846 году благодаря разработкам и схемам изобретателя Джона Робинсона, который и запатентовал данные устройства еще в позапрошлом веке. Он выглядит как механический прибор с тремя или четырьмя лопастями-полусферами, через которые проходит ветер или потоки воздуха в закрытых пространствах. В него сходит также:

• ось вращения, являющаяся ротором,
• циферблат со шкалой до тысячных обозначений,
• винт, крепящийся на шест либо другую опору, находящуюся внизу прибора.

Воздух влияет на сферы, раскручивая их. По числу оборотов на счетчике или другой шкале измерений отображается скорость прохождения воздушных масс или газов, а также порою жидкостей. Полученный результат необходимо также разделить на приборный коэффициент. В нем показатели получают путем подсчета расстояния, пройденного по оси и делят его на время, которое необходимо замерять параллельно.

Крыльчатые анемометры – незаменимый атрибут для измерения скорости продвижения воздушных масс в вентиляционных системах на промышленных объектах, поскольку кроме скорости прохождения ветра, газа и сквозняка они также могут определять и их точное направление. А значит отдельный флюгерный определитель таким устройствам не требуется. Самый распространенный вариант такого устройства.

Изготавливается в условиях завода с метрологической точностью для использования в двух климатических зонах, где влажность воздуха и его скорость продвижения различны и по-разному влияют на чувствительность прибора. Поэтому и представлены обычно:

• Для умеренного климата;
• Для тропиков и субтропиков.

В крыльчатых приемник ветра – это сама крыльчатка, расположенная на трубчатой оси с втулками из подшипников. Один из них вращается по оси, другой – закреплен. Вращение задается и передается так называемым червяком, который работает по принципу редуктора счетного механизма зубчатого типа.

В современных моделях, даже карманного типа, лопасти изготовлены из прочного пластика, что позволяет использовать такой прибор повсеместно. Благодаря форме лопастей и возможности балансировать, крыльчатка может определять и направление ветра, т.е. куда поток воздуха попадает больше всего.

Часто ныне оснащаются массой полезных дополнительный функций, в числе которых определение влажности, температуры, расхода воздуха для систем кондиционирования и кислородного обеспечения, давления и прочее.

Ультразвуковые анемометры имеют совершенно иной принцип действия, в отличие от своих «собратьев» чашечного и крыльчатого: они вычисляют скорость звука, с которой поток воздуха минует его датчик. Также его называют термоанемометром, поскольку он автоматически может измерять такой показатель климата как температура окружающей среды благодаря встроенному акустическому термодатчику.

Они разделяются на:

• Трехмерные;
• Двухмерные;
• Термические.

Двухмерные – показывает измерение скорости прохождения ветра ультразвуковым методом только в горизонтальной плоскости, т.е. определяет две меры: скорость и направление. Трехмерные, помимо данных категорий, способны вычислить также и время прохождения ветрового импульса.

Термические анемометры, кроме этого перечня, фиксируют также температуру воздуха с максимальной погрешностью до десятых градуса.

Пневмоанемометры или тепловые используются зачастую в лабораторных условиях, особенно для вычисления в светотехнике. Поскольку измеряют температуру нагрева пластины или вольфрамовой нити накаливания в открытых условиях, т.е. без стеклянной колбы. Представьте: на разогретую нить или пластину попадает поток ветра, который естественным образом ее охлаждает. Поскольку делает он это неравномерно, то по разности температур на разных ее участках и можно определить скорость прохождения ветра.

Динамометрические анемометры – по сути отдельный прибор для автоматической фиксации и записи показателей ветра. Часто можно встретить в пунктах по замеру состояния загрязненности окружающего воздуха, которые установлены в крупных городах неподалеку перекрестков и магистралей. Это часть экологической программы. Кроме того, при их помощи благодаря наочной диаграмме силы ветра на графике, часто выбирают место для будущей установки генератора электрики от энергии ветра.

Как пользоваться анемометром

Чтобы правильно и точно измерить скорость ветра и его направление мельничным анемометром, необходимо разместить крыльчатку по потоку ветра, чтобы воздух охватывал весь объем лопастей. Иначе прибор учтет не всю силу потока. Далее требуется выждать несколько секунд, до сигнала, которым прибор оповестит о завершении считывания измерений. Для этого ему требуется некоторое время.

Термоанемометры крайне чувствительны, однако и крайне непрактичны – не прижимайте пластину измерений, не роняйте, не давите – она изогнется или и вовсе выйдет из пригодности, и сломается.

Если измерять дымоходы, вентиляторы с большим количеством пыли в шахте и прочие подобные условия, то лопасти прибора следует каждый раз прочищать, иначе не добиться правильного результата.

Нельзя оставлять устройство под прямыми солнечными лучами – это влияет на чувствительность при считывании данных. А кабель измерительного блока можно подключать к нему только после полного отключения устройства – иначе он просто перегорит или произойдет короткое замыкание.

Сравнительные характеристики анемометров

Ручной вариант чашечного анемометра крайне неудобен в использовании ныне. Тем более, он имеет ряд недостатков, среди которых стоит отметить такие основные как:

• Невозможность использования, если ветер находится на уровне меньше одного метра в секунду;
• Ограничение на исследование воздушных потоков в диапазоне только от одного и до 20 м/сек (кроме электронных чашечных – скорость до 50 м/сек.);
• Требует отдельного флюгерного детектора, поскольку не может определять направление ветра.

Электронная версия – лучше, однако ею можно определить только несколько основных параметров. Хотя данный прибор, довольно надежен.

Пневноанемометр имеет высокую точность исследования и не является инерционным. Однако он совершенно не подходит для постоянного использования, особенно в быту, поскольку крайне ненадежной конструкции и для точного вычисления его требуется постоянно калибровать.

К плюсам тепловых анемометров стоит отнести их возможность использования в пространствах с сильно разреженным воздухом. А в целом, рекомендуем выбрать небольшую и портативную модель из числа крыльчатых или ультразвуковых.

Первые – широко распространены, практичны, с минимальной погрешность до 0,05 м/сек, довольно бюджетны. Ультразвуковые – крайне точны, не требуют задействования пластины, поэтому могут измерять даже в самых небольших продувках без специального выносного устройства, не требуют замирания на несколько секунд для определения точного результата. Однако такие модели уже среднего и высокого ценового сегмента.

Как выбрать анемометр

Чтобы выбрать прибор с минимальными необходимыми требованиями к измерениям, стоит обратить внимание на:

• Число лопастей - минимально шесть или восемь;
• Минимальные показания для работы лопастей - 0,3 м/секунду;
• Максимальные измеряемые потоки ветра - 30-60 метров в секунду.

Рекомендуем приобрести карманный вариант - его показателей вполне достаточно для домашнего или бытового использования, он удобен и компактен, а стоимость - невысокая.

Чтобы выбрать анемометр “по карману”, обратите внимание на количество лопастей в нем: достаточно 6-8. Нижняя граница скорости ветра для качественных измерений должна лежать в пределах 0,3 м/сек. Т.е. при таком ветре лопасти начинают движение. А также уточните максимум для скорости воздушных масс - от должен варьироваться в пределах не ниже 30-60 м/сек.

Наиболее простым и разумным способом приобрести анемометр с гарантией качества и по ценам производителя – это оформить ее заказ и доставку на дом при помощи надежного и опытного онлайн-маркета, который реализует только качественную и сертифицированную продукцию в широком ассортименте от лучших мировых производителей. В Украине таковым считается сайт компании Electronoff, который не первый год успешно функционирует на рынке, напрямую сотрудничает с заводами-производителями и имеет фирменные склады-магазины в крупных городах страны.