Anemometr (lub wiatromierz) to urządzenie, które jest w stanie pokazać prędkość przepływu powietrza. We współczesnym świecie istnieją jego odmiany, które pokazują również temperaturę poruszającego się strumienia. Większość z nich jest produkowana w fabryce, ale w razie potrzeby najprostszy model można wykonać niezależnie. Zakres ich zastosowania jest dość obszerny i w dużej mierze specyficzny.
Zawartość
Dzisiaj urządzenia anemometryczne odeszły daleko od swojego pierwotnego przeznaczenia - teraz mogą mierzyć nie tylko prędkość wiatru, ale także prędkość różnych gazów. Tym samym jego specjalizacja znacznie się poszerzyła, a urządzenie może być wykorzystywane nie tylko do naukowych celów meteorologicznych, ale ma również zastosowanie użytkowe, np. do wyznaczania prędkości wiatru na lotniskach i lądowiskach dla helikopterów, określania porywów sztormowych w portach, ustalania możliwości prac budowlanych na budynkach wysokościowych, a także przemieszczania się szkodliwych gazów w wentylacji kopalń górniczych. Jednostki miary dla tych przyrządów są ustawione w metrach na sekundę.
O ile wcześniej urządzenie było wyłącznie obiektem stacjonarnym, dziś dostępne są jego wersje mobilne, które doskonale sprawdzają się w transporcie i użytkowaniu w trudno dostępnych miejscach.
Pomiar prędkości ruchu masy powietrza lub gazów, a także wyjście uzyskanych danych, ich konwersja na niezbędne jednostki, odbywa się za pomocą trzech elementów konstrukcyjnych aparatu:
W zależności od zasady działania i cech konstrukcyjnych wiatromierza można je podzielić na elektroniczne, mechaniczne i ultradźwiękowe:
Między innymi modele anemometrów można sklasyfikować ze względu na rodzaj czujnika odpowiedzialnego za interakcję z przepływem powietrza. Na tej podstawie dzieli się je na:
WAŻNY! Dwie ostatnie zasady działania są faktycznie stosowane tylko w badaniach naukowych i mają niewielkie znaczenie praktyczne, ponieważ uzyskiwane przez nie precyzyjne wyniki w życiu codziennym nie będą miały wielkiego znaczenia.
Ten typ urządzenia jest najbardziej powszechny i może dawać wyniki o wystarczającej dokładności, które są odpowiednie zarówno do celów domowych, jak i przemysłowych. Modele te są najczęściej stosowane w następujących branżach:
WAŻNY! Większość skrzydlatych (łopatkowych) urządzeń jest w stanie mierzyć prędkość wiatru w różnych płaszczyznach, jednocześnie mierząc temperaturę powietrza.
Urządzenie modeli z ostrzami zawiera trzy główne bloki:
Te wiatromierze są przystosowane do pomiaru tylko w płaszczyźnie prostopadłej do osi obrotu czaszy. Tradycyjnie urządzenie posiada cztery czasze, wykonane w kształcie półkuli, umieszczone na ramieniu wirnika w kształcie krzyża i mające symetryczne wymiary. Ręczne przyrządy kubkowe są w stanie policzyć liczbę zwojów krzyża wykonanych w określonym czasie. Ich ulepszone wersje wyposażone są również w różnego rodzaju obrotomierze w celu poprawy jakości uzyskiwanych wyników. Pomiary są wykonywane natychmiast w czasie rzeczywistym, a dokładność pomiaru wynosi od 0,2 do 30 metrów na sekundę.
Ich zasadą działania jest pomiar rezystancji elektrycznej na mierniku drutu. Wskaźnik ten zmienia się w zależności od temperatury jego nagrzewania, która spada w warunkach zbyt szybkiego przepływu powietrza. Strukturalnie jest to metalowe włókno wykonane z wolframu, srebra, nichromu lub platyny (lub innego metalu).Nić ta jest podgrzewana prądem elektrycznym do temperatury, która musi przekraczać aktualną temperaturę otoczenia. Główną wadą tego typu wiatromierzy jest ich bardzo słaba odporność na silne wpływy mechaniczne.
Ich zasada działania opiera się na pomiarze prędkości dźwięku w niespokojnym przepływie gazu, który odbywa się w oparciu o prawa akustyki fizycznej. Jeśli więc dźwięk rozchodzi się w tym samym kierunku co masa powietrza, to jego prędkość wzrasta i odwrotnie, gdy jest przeciwny do kierunku ruchu powietrza, jego prędkość maleje. Na podstawie uzyskanej różnicy mierzony jest odstęp czasu odpowiedzi impulsu ultradźwiękowego.
To urządzenie jest najnowocześniejsze i z reguły jest wyposażone w elektroniczne kontrolery do wyprowadzania wyników. Sam czujnik może pełnić kilka funkcji (w zależności od typu):
Modele ultradźwiękowe są w stanie wytrzymać prędkość wiatru do 60 metrów na sekundę.
Najważniejsza różnica między urządzeniem mechanicznym a elektronicznym polega na tym, że w przypadku pierwszego trzeba ręcznie zarejestrować obroty czujników pomiarowych, a następnie samodzielnie wykonać obliczenia za pomocą odpowiedniego wzoru. W przypadku anemometrów elektronicznych ta czynność nie jest konieczna, ponieważ. Wszystkie obliczenia wykonuje sterownik elektroniczny.Ponadto wersje elektroniczne mają zwiększoną czułość i mogą jednocześnie rejestrować trzy parametry:
Osobno warto wspomnieć o anemometrach, których część pomiarowa wykonana jest jako specjalna sonda i relatywnie rzecz biorąc umieszczona jest na zewnątrz korpusu. Operatorowi znacznie wygodniej jest korzystać z takich urządzeń, ponieważ bezpośrednio podczas pomiaru można śledzić dynamikę zmian wskaźników. Ta technologia jest najczęściej stosowana w modelach obrotowych, a moduł pomiarowy jest połączony z korpusem głównym za pomocą kabla. Dodatkowe wyposażenie anemometru w elektroniczny sterownik z własną pamięcią nie będzie zbyteczne, gdy wymagane jest stałe przechowywanie wyników, w tym czasu, miejsca i wartości mierzonych.
WAŻNY! Warto zauważyć, że przedmiotem pomiaru jest każdy anemometr, dlatego na terenie Federacji Rosyjskiej wymagana jest zgodność z warunkami ich certyfikacji i zgodność z normami państwowymi!
Zawsze w procesie pozyskiwania nowego anemometru należy zdecydować, w jakich warunkach będzie on używany i do jakich celów. Najlepiej zwrócić uwagę na następujące punkty:
Obecność dodatkowej opcji zawsze będzie grała na korzyść operatora, ponieważ nie będzie wymagała zakupu dodatkowego wyposażenia, takiego jak czujniki wilgotności, temperatury czy obrotomierz. Oddzielnie należy zwrócić uwagę na jednostki miary - w przypadku próbek produkcji zagranicznej mogą one znajdować się w innym systemie, nie tylko innym niż metryczny, ale pomiary można również wykonywać według innych nieakceptowanych skal fizycznych w Federacji Rosyjskiej.
Obecny rosyjski segment rynku jest w stanie zaoferować tanie modele wiatromierzy, które będą kosztować użytkownika w granicach 1500 - 2000 rubli. Są to urządzenia o tradycyjnej konstrukcji, o wysokim stopniu błędu, połączone z niewielką opcjonalną funkcjonalnością. Najbardziej preferowanym zakupem są urządzenia o koszcie 8 000 - 10 000 rubli. Z reguły dają dość wysoką dokładność wyników, mają na ciele osłony ochronne, co umożliwia ich stosowanie w agresywnych środowiskach. Profesjonalne urządzenia o wartości 20 000 rubli lub więcej są poszukiwane w sektorach przemysłowych (budownictwo i rolnictwo), ponieważ mają niezwykle szeroką funkcjonalność, mają minimalne odchylenia od rzeczywistych pomiarów, dodatkowe urządzenia są z nimi standardowo dostarczane.
Przed przystąpieniem do pracy z urządzeniem należy dokładnie sprawdzić jego sterowanie.W przypadku większości urządzeń sama zasada działania może być standardowa, ale oznaczenia na modułach rejestrujących i rodzaj dostarczanych wyników końcowych mogą być inne.
Warto również zapoznać się z zalecanymi przez producenta warunkami pracy – jest to konieczne, aby wyeliminować ryzyko przedwczesnej awarii urządzenia. Na przykład niektórzy producenci wyraźnie zabraniają używania ich produktów pod bezpośrednim działaniem promieni ultrafioletowych. Należy zawsze pamiętać, że wiatromierz jest dokładnym urządzeniem pomiarowym, a każdy wpływ na niego z zewnątrz może wpłynąć na dokładność wyników. To samo można powiedzieć o obecności nadmiernej ilości brudu i kurzu w mierzonych masach powietrza – ta okoliczność jest szczególnie istotna w przypadku urządzeń mechanicznych. Dlatego wiatromierz mechaniczny przed rozpoczęciem pomiarów musi być w stanie idealnej czystości.
Jednocześnie anemometry nie powinny być poddawane długotrwałym obciążeniom roboczym. A przed rozpoczęciem jakichkolwiek badań wiatromierz należy zweryfikować:
Dobra opcja dla swojego segmentu budżetowego. Potrafi zarejestrować stan „spoczynku” masy powietrza - od 0,3 metra na sekundę. Dopuszczalny błąd nie może przekraczać 2%. Deklarowana temperatura otoczenia podczas pracy wynosi od -15 do +55 stopni Celsjusza. Model jest łatwy i prosty w obsłudze, a obecność elektronicznej tablicy wyników sprawia, że usuwanie wyników jest bardzo prostym procesem.Krajem produkcji są Chiny, zalecany koszt dla sieci handlowych to 990 rubli.
Urządzenie to charakteryzuje się dużą czułością, co jednak wpływa na dokładność, ponieważ błąd jest ustawiony na 3%. Zasilany trzema bateriami "małego palca", których ładowanie wystarcza na 60 godzin pełnej pracy. Producent osobno wyposażył urządzenie w możliwość wykonywania pomiarów w różnych systemach. Wyświetlacz cyfrowy może zmieniać własną jasność w zależności od oświetlenia otoczenia. Dodatkowo wyposażony w czujnik temperatury. Krajem pochodzenia są Chiny, sugerowana cena detaliczna to 2000 rubli.
Ten wiatromierz wiatraczkowy najlepiej sprawdza się w małych pomieszczeniach. Idealny do pomiaru przepływu powietrza emitowanego z wentylatora przemysłowego do chłodnicy komputerowej. Błąd pomiaru wynosi 2%. Zwiększy się jednak podczas korzystania z urządzenia na wysokości lub w otwartej przestrzeni. Opcjonalnie może być wyposażony w zdalny moduł pomiarowy. Krajem produkcji są Chiny, ustalony koszt sieci detalicznej wynosi 2400 rubli.
Doskonała wielofunkcyjna opcja od rosyjskiego producenta. Jego najważniejszą zaletą jest możliwość pracy w różnych systemach pomiarowych: lądowych i mil morskich, metrach, a nawet stopach. Jednocześnie zainstalowany czujnik temperatury odtwarza wartości temperatury w stopniach Kelvina, Fahrenheita i Celsjusza. Jest bardzo czuły przy „spokojnych” prądach powietrza, dzięki czemu pomiar można rozpocząć od prędkości 0,1 metra na sekundę. Warto zauważyć, że w zależności od zastosowania przestrzennego błąd waha się od 1 do 3 procent. Samo urządzenie działa na jednej 9-woltowej baterii. Krajem pochodzenia jest Rosja, ustalony koszt sieci detalicznej to 5000 rubli.
To urządzenie jest niezwykle małe, mimo że ma zdalny moduł, dlatego jego transport nie jest szczególnie trudny. Drut, którym wirnik jest połączony z korpusem, może sięgać 2 metrów, a jego sprężynowa podstawa nie pozwala mu się zaplątać. Temperatura pracy waha się od -10 do +45 stopni Celsjusza. Prędkość początkowa pomiaru jest ustawiona na 0,3 metra na sekundę, co wskazuje na jego przemysłowe przeznaczenie i możliwość pracy na wysokościach i dużych otwartych przestrzeniach. Błąd dla przemysłowych warunków użytkowania jest tolerowany - tylko 3%. Krajem pochodzenia są Chiny, zalecany koszt dla sklepów detalicznych to 6000 rubli.
Kolejny znakomity przedstawiciel produkcji rosyjskiej. Elektroniczny sterownik tego urządzenia jest w stanie nie tylko dokonywać pomiarów, ale także przechowywać wyniki. Warto zauważyć, że większość urządzeń z funkcją zapisu ma tylko kilka komórek pamięci, które są nadpisywane w miarę zapełniania się. Ten sam model ma 500 takich komórek, więc bardzo wygodnie jest obliczyć średnie z kilku dni. Prace początkowe prowadzone są z prędkością 0,2 metra na sekundę, a dopuszczalny błąd utrzymywany jest na poziomie 2%. Krajem pochodzenia jest Rosja, sugerowana cena detaliczna to 7400 rubli.
To urządzenie należy do kategorii cyfrowych i należy do grupy pomiarów termicznych. Wyposażony w specjalną antenę, jest w stanie dawać najdokładniejsze wyniki. Potrafi wykryć nawet najmniejsze przeciągi w bardzo małych obszarach do kilku centymetrów. Sama antena zamontowana jest na elastycznym pręcie, co pozwala na stosowanie anemometru na dowolnej wysokości i w trudno dostępnych miejscach. Najbardziej pouczające są dane wyświetlane na wyświetlaczu nagrywania. Może być stosowany w dziedzinie badań i nauki.Krajem pochodzenia są Niemcy, sugerowana cena detaliczna to 10 000 rubli.
To wielofunkcyjne urządzenie może określać nie tylko prędkość przepływu powietrza, ale także jego temperaturę wraz z kierunkiem. Co więcej, pomiary można wykonywać nawet na małych, zamkniętych obszarach. Na drążku zdalnym, połączonym z korpusem mocnym przewodem, znajduje się ultraczuły czujnik, wykonany na bazie cienkiego sznurka ogrzewanego elektrycznie. Wszystko to zwiększa dokładność uzyskiwanych wskaźników. Sama antena jest teleskopowa, dzięki czemu można jej używać zarówno na wysokości, jak i w trudno dostępnych miejscach. Krajem pochodzenia są Chiny, sugerowana cena detaliczna to 12 900 rubli.
Pomimo tego, że ten model jest wykonany na podstawie wiosła, jego elektroniczne wypełnienie pozwala na uzyskanie bardzo dokładnych wyników. Prędkość wiatru można mierzyć od 0,2 metra na sekundę z błędem 1%. Działanie urządzenia odbywa się tylko z 2 baterii „palcowych”, które wystarczają na 80 godzin. Sam korpus jest ergonomicznie zaprojektowany i posiada wysoką klasę ochrony przed wpływami zewnętrznymi - od wstrząsów mechanicznych po odporność na wilgoć i promieniowanie UV. Podczas transportu mechanizm łopatkowy jest bezpiecznie zamknięty specjalną osłoną, co eliminuje przywieranie kurzu i brudu, które mogą zakłócać dokładność pomiaru.Krajem pochodzenia są Niemcy, koszt w sieciach handlowych to 16 000 rubli.
Przeprowadzone badania rynku wykazały, że niższy segment jest całkowicie podbity przez towary produkcji azjatyckiej, które w niskiej cenie mają tak samo niską dokładność. Cieszy fakt, że średni segment cenowy reprezentują produkty rosyjskie, które pod względem skuteczności nie ustępują zachodnim modelom zagranicznym, a jednocześnie mają dość adekwatny koszt. Jednocześnie azjatycki producent zaznaczył się w klasie premium wśród urządzeń ultraprecyzyjnych, a jego cena została ustalona na poziomie europejskim. Niemniej jednak modele zachodnich marek z wysokiej jakości wypełnieniem elektronicznym i zmiennymi czujnikami termicznymi są bardziej odpowiednie do badań naukowych.