Naprava za merjenje hitrosti vetra. Meteorološki instrument

Naprava za merjenje hitrosti

Načelo delovanja

Kljub raznolikosti Anemometri, ki se strukturno razlikujejo, večina od njih deluje na principu določanja narave delovanja zračnega toka na gibljivih rotirajočih elementov.

Naprave te kategorije lahko določijo največji tok hitrost vetra ko piha tok v določeni smeri. Posamezni modeli dajejo indikatorje prostorninskega pretoka zraka, temperature pretoka, vlage. Tako se funkcionalni instrument za merjenje hitrosti vetra pretvori v prenosno vremensko postajo.

Vrste

Obstaja več različnih vrst naprav, ki lahko izračunajo hitrost vetra. Trenutno se v ta namen razlikujeta naslednje vrste instrumentov:

• rotacijski;
• vrtinec;
• toplotna;
• dinamometrični;
• optični;
• ultrazvok.

Podrobneje razmislimo o napravah vsake vrste, o njihovih zmožnostih in načinih delovanja.

Rotacijski anemometri

Meteorološki instrument je lahko opremljen s skodelicami ali lopaticami, ki imajo vlogo občutljivega elementa. Slednji so premično pritrjeni na navpično palico in priključeni na merilnik. Premikanje zračnih tokov povzroči vrtenje okrogle osi okoli osi. Ko se gibanje premika, merilni mehanizem zabeleži število vrtljajev v določenem časovnem intervalu. Vizualne informacije so na voljo s hitrostjo vetra ali digitalnim prikazom.

Konstrukcije te vrste so bile izumljene že davno. Vendar pa kljub pojavu bolj izpopolnjenih instrumentov rotacijski anemometri še vedno uspešno uporabljajo meteorologi po vsem svetu.

Vortex anemometri

V takšnih instrumentih je merjenje hitrosti in smeri vetra nastane zaradi vpliva zračnih tokov na svetlobni valj, ki se nahajajo v navpični ravnini. Kot v prejšnjem primeru, vrtenje rotorja z delovanjem na sistem Zobniki prenese podatke v mehanizem štetja.

V tem trenutku so najpogostejši ročni vrtinčni anemometri. Slednji se uporabljajo za merjenje hitrosti zračnih tokov v prezračevalnih sistemih in cevovodih, nameščenih v kanalih industrijskih in stanovanjskih objektov.

Termometri

Toplotne naprave niso na veliko povpraševanje. Najpogosteje se pojavi potreba po njihovi uporabi pri merjenju indikatorjev počasnega pretoka zraka.

Termalna senzor hitrosti navijati na principu merjenja temperature filamenta ali posebne plošče, ki je tlak zraka. Pri različnih pretokih se sprosti določena količina energije, ki omogoča vzdrževanje ene ali druge temperature toplotnega elementa. Tako preprosto je določena hitrost vetra.

Anemometri dinamometra

Merilnik hitrosti vetra lahko deluje tudi tako, da določi vetrne tlačne kazalnike sredi L-oblike cevi, ki je zatesnjena na eni strani. Podatki so pridobljeni s primerjavo presežnega zračnega tlaka zunaj in znotraj celice.

Dinamometer za merjenje hitrosti vetra se uporablja ne samo v meteorologiji. Vgrajene so podobne naprave za prezračevalne sisteme in gredi, kjer se izračunata prostorninski pretok in njihova hitrost.

Ultrazvočni anemometri

Načelo delovanja naprav te kategorije temelji na opredelitvi hitrost zvoka na sprejemniku, odvisno od hitrosti pretoka zraka. Tu so najbolj natančne, sodobne naprave, ki vam prav tako omogočajo, da določite smer vetra.

Obstajajo tridimenzionalne in dvodimenzionalne ultrazvočne naprave. Prvi ponujajo možnost pridobiti kazalce smeri pretoka v treh komponentah. Dvodimenzionalni meteorološki instrument omogoča merjenje smeri in hitrosti vetra samo v vodoravni ravnini. Nekateri ultrazvočni sistemi izračunajo temperaturo pretoka zraka.

Optični anemometri

Znanstveniki-fiziki, inženirji, vključeni v vesoljske programe, se pogosto odločijo za uporabo laserskih optičnih naprav za merjenje hitrosti in smeri gibanja zračnih tokov. Takšne naprave delujejo v skladu z definicijo odvisnosti razpršene svetlobe, ki se odbije od mobilnega predmeta na njegovi hitrosti. Ta metoda ne pomeni neposrednega delovanja plinastih, trdnih ali tekočih snovi na elemente merilne naprave.

Obseg optičnih anemometrov je zelo širok, začenši z določitvijo smeri gibanja snovi v živih celicah in kapilarah in konča z izračunom hitrosti plinov v ozračju.

Delovanje laserskih naprav z visoko natančnostjo omogoča izračun hitrosti zračnih tokov okoli mobilnih predmetov, zlasti vozil, letal, vesoljskih teles. Izračuni omogočajo raziskovalcem, inženirjem in mehanikom, da razvijejo najbolj aerodinamične oblike pri oblikovanju tehnologije.

Nasveti za izbiro

Kaj naj iščem pri izbiri naprave za merjenje hitrosti in smeri gibanja zračnega toka? Odločilnega pomena je seznam nalog, ki so postavljene pred uporabnikom. Glede na to so pomembne naslednje tehnične značilnosti naprave:

• največje merilno območje;
• velikost napak;
• možnost uporabe v določenih temperaturnih pogojih;
• raven varnosti za uporabnika, ko je naprava izpostavljena agresivnim okoljskim dejavnikom;
• tip: stacionarna ali prenosna naprava;
• stopnjo zaščite mehanizma pred učinki atmosferskih padavin;
• naravo napajalne napetosti naprave in način nastanka podatkov;
• dimenzije naprave;
• možnost izračunavanja indikatorjev ponoči (prisotnost luči).

Trenutno je za uporabo pri izjemno nizkih temperaturah mogoče uporabiti meteorološke instrumente s predgretjem. Za rudnike in rudnike se uporabljajo specializirani anemometri, ki lahko pravilno delujejo pod visoko prašnostjo okolice in v eksplozivnem okolju. Takšne funkcionalne naprave dopuščajo učinek povečane vlažnosti in ostanejo sposobne delovati pri pomembnih spremembah temperature.

Na koncu,

Očitno je, glede na osebne potrebe, mogoče izbrati najprimernejšo napravo za pritrditev kazalnikov pretoka zraka. Vendar pa obstajajo težave tukaj. Ker so vsi anemometri merilni instrumenti, jih je treba certificirati in potrditi v ustreznih državnih institucijah.