Анемометр это прибор для измерения…?

Лопастные

В этом приборе воздействие ветра воспринимается лопастной крыльчаткой. Принцип действия его аналогичен чашечному устройству. В связи с тем, что ось вращения крыльчатки параллельна воздушному потоку, механический счётчик ручного инструмента расположен в непосредственной близости от лопастей (сзади). Поэтому он является некоторой преградой на пути ветра, что ограничивает рабочий диапазон. Ручным лопастным анемометром можно измерять среднюю скорость ветра, не превышающую 5 м/с.

Читать также: В чем разница между перфоратором и дрелью

Цифровой лопастной анемометр не имеет механического счётчика оборотов, препятствующего движению воздуха, поэтому скорость потока, измеряемого девайсом, достигает 45 м/с. При этом лопастной датчик может быть встроенного или выносного исполнения. Допускается измерять среднюю, максимальную и минимальную скорость.

Популярные варианты ветромеров

Крыльчатые

Этот вид прибора является наиболее распространенным и способен выдавать результаты достаточной точности, которые подойдут и для бытового и для промышленного предназначения. Наиболее широко данные модели используются в следующих отраслях:

• На метеорологических станциях (в целях осуществления наблюдений за изменениями погодных явлений);
• На аэродромах (для определения возможности осуществления полетов);
• В системах вентиляции горнодобывающей промышленности (для определения уровня надлежащей выходной воздушной тяги);
• В строительной отрасли (для измерения силы воздушного потока при работе на высоте, например, в целях определения допустимости производства работ на башенных кранах);
• В сельскохозяйственной отрасли (для определения возможности обработки посевов защитными химикатами и удобрениями с воздуха).

Устройство лопастных моделей включает в себя три основных блока:

1. Модуль, ответственный за замеры скорости ветра в состоянии, так называемого, покоя. Проще говоря, модуль улавливает степень возмущения воздушной массы при прохождении ее через лопасти.
2. Модуль, ответственный за преобразование, – именно он служит «переводчиком» полученных данных в физические единицы.
3. Модуль, ответственный за регистрацию, – полученные данные от преобразователя визуально регистрируются для удобства считывания оператором.

Чашечные

Данные ветромеры приспособлены осуществлять измерения лишь в той плоскости, которая прямо перпендикулярна вращательной оси чашей. Традиционно, прибор имеет четыре чаши, выполненные в полусферической форме, расположенные на крестообразной роторной спице и имеющие симметричные габариты. Чашечные ручные устройства способны сосчитать количество оборотов крестовины, совершенных за определенный временной промежуток. Их улучшенные версии также оснащаются еще и тахометрами различных типов, дабы улучшить качество получаемых результатов. Замеры производятся мгновенно в режиме реального времени, и точность измерения оставляет от 0,2 до 30 метров в секунду.

Термические

Их принцип работы заключается в измерении электрического сопротивления на проволочном датчике. Этот показатель изменяется в зависимости от температуры его нагрева, которая понижается в условиях слишком быстрого воздушного потока. Конструктивно представляет собой металлическую нитку накаливания, выполненную из вольфрама, серебра, нихрома или платины (либо иного металла). Данная нитка подогревается посредством электротока до температуры, которая должна превысить текущую температуру окружающей среды. Основный недостаток ветромеров данного типа – их очень слабая устойчивость перед сильными механическими воздействиями.

Ультразвуковые

Их принцип работы основан на замере скорости передвижения звука в неспокойном газовом потоке, что осуществляется на основе законов физической акустики. Таким образом, если звук распространяется в одном направлении с воздушной массой, то скорость его движения увеличивается, и наоборот, когда он противопоставлен направлению движения воздуха – его скорость уменьшается. На основании полученной разницы и замеряется временной промежуток отклика импульса ультразвука.

Данное устройство является наиболее современным и, как правило, оснащается электронными контроллерами вывода получаемых результатов. Сам датчик способен выполнять несколько функций (в зависимости от своего вида):

• Двухмерный датчик – выдает данные о направлении и скорости ветрового потока;
• Трехмерный датчик – сможет определить все три элемента скорости ветра;
• Четырехмерный датчик – дополнительно к вышеуказанному функционалу может установить еще и температуру воздушного потока.

Ультразвуковые модели способны выдержать скорость ветра до 60 метров в секунду.

Ручные анемометры

По устройству и принципу работы выделяется несколько типов измерителей скорости ветра. Самым первым и известным является ручной анемометр, с помощью которого вычисляется средняя скорость потока воздуха. Данная разновидность состоит из горизонтальной крестовины, на которой закреплены 4 полые чашки. Благодаря этой особенности такой прибор также называют «чашечный анемометр». В таких анемометрах на шкале стрелками указывается скорость ветра, вращающего чашки. Недостаток чашечной модели заключается в достаточно большой погрешности. Интенсивность вращения емкостей в разных модификациях будет сильно отличаться.

В настоящее время все большую популярность начинает обретать цифровой анемометр. В его основе лежит съемный зонд-крыльчатка. Чувствительный элемент реагирует на большинство изменений в движении ветра и позволяет получить средние показатели скорости за разные периоды времени от нескольких секунд до часа. Благодаря хорошей точности данных, такой анемометр часто применяется в области метеорологических исследований в морских и сухопутных условиях. Кроме того, цифровые виды, как правило, имеют небольшие габариты. Портативный анемометр весит не много и его удобно брать с собой. Таким образом, возможности использования прибора значительно расширяются.

Где используется анемометр

Этот прибор используют, прежде всего, на метеостанциях. Они также устанавливаются на предприятиях с системами кондиционирования производственных помещений, в горнодобывающей отрасли, и других видах деятельности, где необходимо замерять скорость воздушного потока.

Во многих представленных моделях анемометров присутствуют такие нужные для современного специалиста функции как автоматический расчет объемного расхода воздуха, усреднение измеренных данных по времени и по точкам измерений, запись в память результатов замеров и их распечатка на месте, а также подключение к персональному компьютеру. Дополнительным измеряемым параметром в некоторых моделях анемометров является температура окружающего воздуха.

Конструкция анемометров

Конструкция аненометров создана таким образом, чтобы пользователь мог удобно получать сведения о скорости воздушных потоков. Для этого приспособление оснащено тремя структурными блоками:

1.​ Первичным (измеряющим) блоком, посредством которого формируется возмущающее воздействие на ряд физических параметров.

2.​ Преобразователем. Меняющиеся физические параметры модулируют конкретный вид энергии (механическая, пневматическая, электрическая, электромагнитная и т.д.).

3.​ Регистрирующим устройством. Сведения могут быть отображены на механическом счетчике оборотов, цифровом индикаторе, дисплее, стрелкой на шкале и т.д.

По принципу действия датчиков для измерения аненометры могут быть представлены:

• вращающимися (чашечными, лопастными и спиральными);
• нагревательными (термическими);
• ультразвуковыми (акустическими);
• оптическими (лазерными и допплеровскими);
• динамическими или напорными (основанными на трубке Пито);
• вихревыми;
• поплавковыми приборами.

Принцип работы аненометров

Принцип функционирования аненометров строится на свойстве зависимости скорости звука от направления ветра, при этом, от направления показатель может меняется. Различают несколько типов приспособлений, возможности которых позволяют получать определенный набор сведений:

• Двумерные анемометры: рассчитаны на получение показателей скорости и направления, при этом позволяют анализировать только горизонтальные воздушные потоки.
• Трехмерные анемометры. В отличие от предыдущего варианта, позволяют получать замеры на первичные физические параметры. После этого они производят перерасчет по трем компонентам для каждого направления ветра.
• Термоанемометры – функциональные приспособления, которые могут не только измерить воздушные потоки по 3-м направлениям, но и получения сведения о температуре воздуха посредством ультразвука.

Рекомендации по выбору

Если вы увлекаетесь экстремальными видами спорта, например, парапланеризмом или парусной регатой, то вам обязательно нужен анемометр. И лучше всего, если это будет мобильное устройство. Оно избавит вас от необходимости проведения трудоёмких расчётов для определения скорости воздушных масс. Вы получите интересующие вас данные путём нажатия всего лишь одной кнопки.

Анемометр способен производить измерения в пределах от 0,5 до 42 м/с. Есть функция подсветки дисплея. Для работы требуется обычная литиевая батарейка. Это лишь один пример.

Моделей анемометров сегодня существует множество. Вам не составит особого труда подобрать подходящую.

Специалисты дают следующие рекомендации по выбору анемометра:

• Прежде, чем идти в магазин, продумайте, как вы собираетесь использовать устройство, для каких целей оно вам необходимо.
• Определитесь с тем, какую сумму денег вы готовы потратить.
• Взвесьте технические характеристики представленных моделей.
• Изучите рейтинг популярных компаний-производителей. Известный бренд послужит гарантией качества.

Выбирая анемометр, следует быть очень внимательным, если вы хотите приобрести высококачественное устройство, которое прослужит вам долгие годы.

Классификация устройств

Сегодня такие приспособления можно встретить не только на производстве, но и быту. Они измеряют скорость воздуха в кондиционных и вентиляционных системах, расположенных на гражданских и промышленных объектах, в выработанных шахтах и рудниках, в тоннелях метрополитена. Они устанавливаются на море и на суше. Помогают шахтерам и строителям, спасателям и военным, ученым и инженерам, наладчикам и монтажникам, работникам сельского хозяйства и метеорологических станций квалифицированно выполнить возложенные на них обязанности.

Основные конструктивные элементы устройства:

1. Приемное устройство. Является сверхчувствительным компонентом. Относится к категории первичных преобразователей.
2. Вторичный преобразователь. Особый блок анемометра электронного, пневматического или механического типа.
3. Отсчетные элементы. В данный перечень входят индикатор, шкала, указатель стрелки, дисплей.

Исходя из принципа действия чувствительных компонентов, приспособления делятся на такие типы:

• поплавковые;
• вращающиеся;
• динамометрические или заторможенные (трубки Пито – Прандтля);
• ультразвуковые;
• вихревые;
• оптические (доплеровские, лазерные);
• тепловые.

Какие бывают приспособления

Популярные конструкции разнятся не только характеристиками, функционалом, материалом изготовления, точностью измерения скорости и параметрами, но и внешним видом. Остановимся на основных типах более подробно:

Вид	Описание
Чашечный	Первооткрывателем прибора является изобретатель Джон Робинсон. Предназначался он для измерения скорости ветра. Форма лопастей была в виде полусфер, отсюда и такое интересное название. В состоянии измерить скорость в одной плоскости, расположенной перпендикулярно оси вращения. Воздух приводит чаши в движение. Вращаясь, они вычисляют скорость воздушных масс.
Ультразвуковой	Второе название – термоанемометр. Представляет собой акустическое устройство. Измеряет скорость звука. Информация преобразуется в сигнал, что дает возможность установить скорость звука. Считается самым современным и полноценным контрольно – измерительным прибором. Используется в производственных целях.
Крыльчатый	Другие названия – лопастной или мельничный. Является усовершенствованным чашечным вариантом. Отличительная особенность – разница в улавливателе. Он не в виде чаши, а в форме вентилятора. Внешним видом схож с флюгером. Направление движения зависит от того, в какую сторону дует ветер. Лопасти вращаются со скоростью ветра и в том же направлении. Это – основное преимущество крыльчатого устройства перед чашечными моделями.

Разновидности аппарата

Выделяют два типа таких приборов – чашечные и крыльчатые. Первый вариант отличается наличием в конструкции крестовины с четырьмя чашами – их движение и является своего рода генератором информации для получения данных о скорости ветра. Это классическое устройство, которое используется в частных домах и в оснащении производственных объектов. Крыльчатый анемометр – это компактный аппарат, в конструкции которого заключается лопастное устройство, напоминающее миниатюрный вентилятор. Опять же, движение лопастей, активирующихся внешними потоками воздуха, является сигналом для определения характеристик ветра

Важно учитывать, что разделение между этими типами анемометров проходит также и по способу использования. Чашечные модели устанавливаются перпендикулярно относительно потоков, а крыльчатые располагаются именно по направлению ветра

Смотреть галерею

Инструкция по использованию

Анемометр простой в использовании прибор. Но для каждого имеются определенные нюансы использования.

Механические

К механическим относятся чашечные и крыльчатые анемометры. Для того чтобы использовать чашечный тип, достаточно установить его на возвышении, например, на крыше здания. Далее необходимо подождать минуту и считать показания прибора. Этот показатель нужно разделить на 3 для приборов с величиной чашки 10 см и на 2 с величиной 15 см. Полученный результат является скоростью ветра на открытом пространстве.

Крыльчатые приборы более современнее. Они имеют электронную начинку для выполнения вычислений. Также эти устройства производят по типу датчик/зонд. Датчик может находится в здании, а зонд выносится на открытую местность. При этом приборы соединяются кабелем. Зонд необходимо поднять над головой или закрепить на возвышении. Прибор передаст на блок управления полученные данные, а компьютер выдаст заключительный расчет.

Электронные устройства

Из представленных типов, простому обывателю доступны лазерные и термоанемометры.

Для использования лазерных достаточно навести прибор на удаленный предмет и включить устройство. Скорость движения ветра будет рассчитана по времени возврата отраженного луча от предмета.

Термоанемометр используется также просто. Достаточно включить прибор и дождаться нагрева термопары. Далее нужно выставить анемометр по направлению потока ветра. Через минуту можно получить итоговый результат скорости.

Акустический тип анемометров используется на сложных участках рельефа. Эти приборы имеют большие габариты. Поэтому использовать такое устройство в повседневной жизни не получится. Есть аналогичные карманные устройства, но их расчет имеет большие погрешности, так как на волну влияет температура, давление, магнитные поля. В городских условиях сделать правильный замер очень сложно.

Основные характеристики

Смотреть галерею

Как и в использовании любого измерительного прибора, оператор анемометра рассчитывает на получение точных данных. Качественные модели из профессиональных линеек характеризуются скромной погрешностью порядка 5%. Что касается измерения температурного режима, то отклонения могут составлять 1-2 °C. По сравнению со специализированными термометрами это достаточно много, но для многоцелевого аппарата – допустимо

Другой важной характеристикой является возможный диапазон величин, которые способен в принципе зафиксировать данный прибор. Вновь следует учитывать, что анемометр – это и аппарат для определения скорости, и в некотором роде термометр, поэтому и шкал будет как минимум две

Спектр измерения скорости обычно составляет коридор от 1 до 30 м/с. Температура же нередко охватывается и с отрицательными значениями – к примеру, от -10 до 60 °С.

Особенности пользования

Правильно производить расчеты поможет инструкция для анемометра. Прибор можно закрепить на шест нужной длины, после чего поднять на высоту, ориентируя положения по ветру. После 10-минутного замера данные считываются.

Для аналоговых моделей требуется соотношение с поверкой. По цифровым устройствам необходимо взять информацию с табло.

Аналогично получают данные по замерам в системах вентилирования и кондиционирования. Прибор нужно разместить в требуемом месте системы и произвести измерения скорости воздушных потоков.

Анемометр является полезным и информативным прибором, позволяющим обеспечить соответствие условий в различных помещениях и на открытых участках нормативным значениям. Устройство просто в использовании, точность данных достаточно высока.

Фото анемометров

Также рекомендуем просмотреть:

• Как выбрать лучшие токовые клещи
• Для чего нужен газоанализатор
• Разновидности измерительных инструментов
• Инструкция, как пользоваться теодолитом
• ТОП лучших толщинометров
• Как выбрать шумомер
• Хороший дозиметр радиационного фона
• Обзор лучших лазерных уровней
• Как пользоваться индикатором напряжения
• Как использовать штангенциркуль
• Обзор лучших мультиметров
• Лазерный дальномер
• Лучший влагомер для древесины
• Как выбрать лазерную рулетку
• Цифровой вольтметр
• Измерители температуры воздуха
• Электронный динамометр
• Как пользоваться гидроуровнем
• Что такое нивелир
• Как выбрать пузырьковый уровень
• Что такое микрометр
• Лучшие измерительные рулетки

Помогите сайту, поделитесь в соцсетях 😉

Самые популярные модели

На рынке сейчас представлено большое разнообразие моделей чашечных анемометров с совершенно разной ценовой политикой как иностранного происхождения, так и отечественного. Также существуют достаточно много сайтов, блогов, видео-уроков и примеров для того, чтобы сделать ручной чашечный анемометр собственными силами.

Но, несмотря на широкий выбор и возможность использовать самодельные приборы, выделяют несколько моделей, которые очень часто встречаются в различных практиках для измерения скоростей воздушных потоков и других дополнительных задач.

Модели, которые за счёт своих функциональных возможностей и удобств в эксплуатации, завоевали высокую популярность у потребителей:

Анемометр РСЕ-А 420:

Чаще всего встречается в агро-сфере и в спорте. Устройство устойчиво к попаданию воды на дисплей. Единицы измерения: м/с, км/ч, фут/мин, узлы и миль/ч. Отображает текущее, минимальное или максимальное значения.

Автоматическое отключение устройства позволяет сохранять заряд батарей. Функция сохранения последних 100 измерений. Степень защиты: IP65. Производство: Германия. Гарантия: 1 год.

Анемометр Skywatch METEOS:

Прибор измеряет текущую скорость ветра, максимальное и минимальное значение. Кроме того, присутствуют датчики измерения температур окружающей среды и охлаждения воздушного потока. Единицы измерения — м/с, км/ч, футы/сек, мили/ч, узлы, бофорты.

Измеряет среднее значение за промежуток времени от 3 секунд до суток. Автоматическое отключение дисплея – 5 секунд. Степень зашиты IP67, что допускает кратковременное нахождение под водой на уровне 1 м, и делает его особо популярным в области водного спорта. Также часто используют в промышленности (в шахтах, дымоходах). Производство: Швейцария. Гарантия: 1 год.

Анемометр AM-4836C:

Многозадачный инструмент, так как проводит измерение основной характеристики (скорости ветра), температуры воздуха, а также направление потока, что возможно благодаря флюгерному директору, который входит в комплект к данному прибору. Единицы измерения: м/с, км/ч, миль/ч, º C, CFM, CMM.

Есть дополнительная функция расчета объемного расхода воздуха. Дисплей с подсветкой и автоматическим отключением. Предназначен для метеорологических и навигационных измерений; широко используется в промышленности (шахты, вентиляционные каналы, отопления и холодильные установки). Производство: Китай. Гарантия: уточнять при покупке.

Анемометр чашечный – необходимый прибор, который применяется во многих областях. Несмотря на внушительный «возраст» идеи механизма и его принципа, устройство с каждым поколением модифицируется, «наращивая» в своём арсенале дополнительные возможности.

Не трудно предположить, что в будущем инструмент будет также существовать, а вот какие дополнительные возможности будут включены – вопрос остаётся открытым.

Виды и устройство анемометров

Конструкцией и принципом действия прибора определяется вид анемометра. Они бывают механические и электронные.

Механические

К механическим анемометрам относятся:

• Чашечный прибор. Самый простой и наиболее распространённый. Представляет собой ось, на которой крестообразно закреплены четыре полусферы (чашки). Под давлением потока воздуха чашки вращаются вокруг своей оси в вертикальной плоскости. Ось, в свою очередь, соединена с трехшкальным циферблатом, который считает количество вращений чашек за определенный интервал времени. Закрепленный на чашке флажок позволяет узнать направление ветра.

  Этот прибор дает возможность измерять силу ветра от 1 до 20 м/с. Устойчивость анемометра к турбулентным потокам позволяет использовать его на открытых поверхностях.

• Крыльчатый прибор. Работает аналогично чашечному, но вместо оси с чашками ветер вращает лопастную крыльчатку. Механический счетчик распложен рядом с лопастями, т. к. крыльчатка вращается параллельно воздушному потоку. Этот фактор ограничивает возможность измерения силы ветра от 0,3 до 5 м/с. В отличие от чашечных приборов, лопастный определяет направление ветра, меняя свое положение.

  Крыльчатку применяют в проектировании воздуховодных систем зданий и сооружений. Приборы с гибким соединением крыльчатки и механического счетчика отлично подходят для работы в труднодоступных местах.

Лучшие крыльчатые анемометры

Это самый распространенный тип анемометров, построенный на вращении крыльчатки и расшифровке ее показаний. Кулер начинает движение от малейшего ветерка. Расчет производится по количеству совершенных оборотов оси за заданное временное значение. Зонд и сам прибор могут быть в едином корпусе или в раздельных. Устройство способно замерять температуру в отрицательных значениях и скорость ветра от 0.4 до 45 м/с. Эти аппараты лучшие по соотношению цены и качества.

Testo 410-2

Рейтинг: 4.9

На первом месте анемометр в едином корпусе с крыльчаткой из 6 лопастей. Для управления представлено всего 3 клавиши: включение, старт и выбор режима. Прибор способен измерять скорость движения воздуха в диапазоне 0.4-20 м/с. Погрешность при этом составляет 2%. Еще анемометр вычисляет температуру потока от -10 до +50 градусов. Весит аппарат 110 г, а габариты корпуса составляют 133х46х25 мм, поэтому его не трудно носить с собой в кармане. Владельцам в отзывах нравится время автономности анемометра, составляющее 60 часов, если не пользоваться подсветкой дисплея.

Преимуществом этого анемометра является возможность измерять еще и влажность воздуха. Для этого применяется емкостный сенсор. Диапазон вычисления 0…100% ОВ помогает идентифицировать любые значения. Погрешность при этом составляет 2.5%. Разрешение замера осуществляется с показателем 0.1% ОВ. Благодаря такому функционалу анемометр покажет полную картину движения воздушных масс в здании (скорость, температуру и влажность), что актуально для помещений с высокими требованиями (больницы, гостиницы, бассейны и т. д.). Модель внесена в Госреестр, поэтому сертифицирована для официальной деятельности, экспертиз и заключений.

Достоинства

• батареек хватает на 60 ч;
• есть подсветка экрана;
• измеряет отрицательные температуры до -10º С;
• погрешность 2%.

• высокая стоимость;
• корпус не защищен от воды и пыли (IP10).

МЕГЕОН 11005

Рейтинг: 4.8

На втором месте анемометр, способный фиксировать температуру, скорость и величину воздушного потока. На одном заряде прибор работает около 20 часов. Если в течение 15 минут не происходит никаких действий, то питание автоматически отключается для экономии. Диапазон измерения скорости составляет 0…45 м/с с погрешностью 3%. Температура воздуха измеряется лишь в положительных значениях от +1 до +45 градусов с погрешностью 1º С. На корпусе содержится 13 прорезиненных клавиш для управления, позволяющих настраивать режимы и менять единицы измерений. Пользователям в отзывах нравится, что в анемометре есть возможность подключения USB кабеля, позволяющего соединить аппарат с компьютером и выводить данные на большой экран для дальнейших расчетов.

По нашему мнению анемометр лучший для проверки скорости движения воздушных масс приточно-вытяжной вентиляции, решетки которой расположены на высоте 3 м. Блок с крыльчаткой является выносным и может крепиться на штативе, чтобы подавать к решетке лишь зонд. Это делает процесс быстрым и легким.

Достоинства

• есть индикатор разрядки батареи;
• память на 500 ячеек для фиксации предыдущих замеров;
• можно подключить USB кабель;
• экран с подсветкой;
• продаётся в чехле и защитном футляре.

Ультразвуковые анемометры

Принцип функционирования устройств данной категории основывается на определении скорости звука на приемнике в зависимости от показателей потока воздушных масс. Здесь представлены наиболее высокоточные, современные устройства, которые также позволяют фиксировать направление ветровых потоков.

Выделяют трехмерные и двухмерные ультразвуковые приборы. Первые дают возможность получать показатели направления перемещения потоков в трех компонентах. В свою очередь, двухмерный метеорологический прибор позволяет измерять направление и скорость ветра лишь в горизонтальной плоскости. Некоторые ультразвуковые системы производят вычисления температуры воздушных потоков.

Механические анемометры

В Викитеке есть полный текст: «Математических забав» Леона Баттисты Альберти

Описание первого механического анемометра составил около 1450 года Леон Баттиста Альберти в своём труде «Математические забавы» (лат. Ludi rerum mathematicarum), приложив его чертёж. Его действие основывалось на отклонении ветром висящей доски. Похожий анемометр начертил в «Атлантическом кодексе» (лист 675) Леонардо да Винчи тремя десятилетиями позднее Альберти:53.

Чашечный анемометр

Наиболее распространённый тип анемометра — это чашечный анемометр. Изобретён доктором Джоном Томасом Ромни Робинсоном, работавшим в Арманской обсерватории, в 1846 году. Состоит из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси.

Чашечный анемометр с вертикальной осью, расположенный на Скаджит Бэй, штат Вашингтон. Июль—август 2009.

Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.

Робинсон предполагал, что для такого анемометра линейная скорость кругового вращения чашек составляет одну треть от скорости ветра, и не зависит от размера чашек и длины спиц. Проделанные в то время эксперименты это подтверждали. Более поздние измерения показали, что это неверно, т. н. «коэффициент анемометра» (величина обратная отношению линейной скорости к скорости ветра) для простейшей конструкции Робинсона зависит от размеров чашек и длины спиц и лежит в пределах от двух до чуть более трёх.

Трёхчашечный ротор, предложенный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования формы чашек Бревортом и Джойнером в 1935-м году сделали чашечный анемометр линейным в диапазоне до 100 км/ч (27 м/с) с погрешностью около 3 %. Паттерсон обнаружил, что каждая чашка даёт максимальный вращающий момент, будучи повёрнутой на 45° к направлению ветра. Трёхчашечный анемометр отличается бóльшим вращающим моментом и быстрее отрабатывает порывы, чем четырёхчашечный.

Оригинальное усовершенствование чашечной конструкции, предложенное австралийцем Дереком Вестоном (в 1991 г.), позволяет с помощью того же ротора определять не только скорость, но и направление ветра. Оно заключается в установке на одну из чашек флажка, из-за которого скорость ротора неравномерна в течение одного оборота (половину оборота флажок движется по ветру, половину оборота — против). Определив круговой сектор относительно метеостанции, в котором скорость увеличивается или уменьшается, определяется направление ветра.

Вращение ротора в простейших анемометрах передаётся на механический счётчик числа оборотов. Скорость подсчитывается по числу оборотов за заданное время, например, минуту, таковы ручные анемометры.

В более совершенных анемометрах ротор связан с тахогенератором, выходной сигнал которого (напряжение) подаётся на вторичный измерительный прибор (вольтметр), или используются тахометры, основанные на иных принципах. Такие анемометры сразу показывают мгновенную скорость ветра, без дополнительных вычислений, и позволяют следить за изменениями скорости ветра в реальном времени.

Самые распространённые модели современности среди чашечных анемометров это МС 13, М 95ЦМ, анемометр АРЭ

Помимо метеорологических измерений, чашечные анемометры применяются и на башенных подъёмных кранах, для сигнализации об опасном превышении скорости ветра.

Крыльчатые анемометры

В таких анемометрах поток воздуха вращает миниатюрное лёгкое ветровое колесо (крыльчатку), ограждённую металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. Вращение крыльчатки через систему зубчатых колёс передаётся на стрелки счётного механизма.

Ручные крыльчатые анемометры применяются для измерения скорости направленного воздушного потока в трубопроводах и коробах вентиляционных устройств для вычисления расхода вентиляционного воздуха в вентиляционных отверстиях, воздуховодах жилых и производственных зданий.

Наиболее распространённые анемометры с крыльчаткой-зондом — это Testo 416, анемометр ИСП-МГ4, анемометр АПР-2 и другие.

Тепловой анемометр

Датчик лабораторного теплового анемометра Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.

Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.

Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)

Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.

Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.

Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).

Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.

Вместо эпилога

Проведенным исследованием рынка установлено, что нижний сегмент полностью завоеван товарами азиатского производства, которые при малой цене обладают такой же малой точностью. Достаточно отрадно, что средний ценовой сегмент представлен российскими продуктами, которые по своей результативности не уступают западным зарубежным образцам, при этом имея достаточно адекватную стоимость. В то же время, азиатский производитель отметился в премиум-классе среди сверхточных приборов, а его цена установилась на уровне европейской. Все же, для проведения научных исследований подходят больше модели от западных брендов с качественной электронной начинкой и вариативными тепловыми датчиками.

Где и как используются анемометры?

В настоящее время с помощью прибора измеряют скорость и направление движения газов и жидкостей. Прибор нашел свое применение в следующих областях жизнедеятельности человека:

• Служба метеорологии. Метеорологические станции фиксируют комплекс физических явлений в атмосфере, определяющих погоду. Одними из них являются сила и направление ветра у земли и на высоте. На основании анализа показателей составляется прогноз погоды.
• Наземная служба аэропортов. Используя анемометр, наземные службы аэропортов получают информацию о фактической и ожидаемой погоде на аэродромах и маршрутах полетов воздушных средств (сила и направление ветра, опасные явления).
• При строительных работах. Используют при проектировании систем вентиляции и кондиционирования в помещениях различного назначения. Приборами оснащают башенные, кабельные и портальные краны для подачи сигнала машинисту, т. к. сильный ветер представляет угрозу для этого вида техники.
• В сельском хозяйстве. Современный анемометр не только определяет силу и направление ветра. Он также определяет разницу температур, коэффициент резкости погоды, точку росы и влажность воздуха. Это главные показатели, влияющие на работу фермера.
• В энергетике. На основе наблюдений за «поведением» воздуха определяют место установки, высоту и модель ветряка при альтернативном использовании ветра. После установки, анализируя данные установленных анемометров, определяют эффективность работы ветряка.
• В горнодобывающей отрасли. На горнодобывающих предприятиях анемометр используют для депрессионных съёмок, мониторинга и определения фактических значений скорости воздушного потока в тоннелях, шахтах и вентиляционных сетях.
• Спорт. Виды спорта, в которых определяющую роль играет сила и направление ветра: парашютный и парусный спорт, хай-дайвинг, кайтсерфенг, серфинг и др.