ВНИМАНИЕ! Если Вам ПО ТЕЛЕФОНУ предложили перевести деньги на КИВИ-КОШЕЛЁК, то это означает, что к нашим номерам подключились мошенники!!! Будьте внимательны!

Прибор измеряющий скорость движения


Измеритель скорости. Виды и работа. Применение и особенности

Измеритель скорости является востребованным прибором, который используется для различных целей. Он измеряет скорость движения объектов и веществ в километрах в час или метрах в секунду.

Виды измерителей скорости

Измеритель скорости очень точное оборудование, которое используется практически повсеместно в различных отраслях промышленности и бытовой жизни. Его конструкция многократно модернизировалась под определенные цели. Существуют следующие разновидности измерителей скорости:

  • Спидометр.
  • Радар.
  • Анемометр.
  • Хронограф.
  • Измеритель газового потока.
  • Скоростемер для воды.
Спидометр

Спидометр – это прибор для измерения скорости колесных транспортных средств. Он устанавливается на панель приборов автомобилей, сельхозтехники, спецтехники и поездов. Он бывает механическим, электронным и электромеханическим.

Механическое устройство оснащается тросом, который выполняет роль привода. Трос подсоединяется к коробке передач или напрямую к оси колеса. Один его оборот соответствует обороту колеса и соответственно прохождению определенной дистанции. Специальный механизм с шестеренками оперативно проводит расчет соответствия пройденной дистанции за определенный промежуток времени к скорости в километрах в час. Подобное оборудование оснащается цифровой шкалой и стрелкой, которая указывает на достигнутую скорость. Механические спидометры используются и сейчас. Их главный недостаток заключается в периодическом износе троса, который необходимо менять. Помимо текущего показания скорости механические модели имеют встроенный в корпусе циферблат, показывающий пробег транспорта с момента начала его эксплуатации.

Электронные спидометры оснащаются датчиками, передающими информацию в электронном виде на циферблат на панели приборов. Она отображается как светящиеся цифры. Отсутствие стрелок позволяет проводить более комфортную визуальную оценку показателей скорости движения.

Электромеханические спидометры являются гибридом двух типов. В них снятие показателей осуществляется электрическим датчиком, но вывод данных о развиваемом темпе движения проводится с помощью стрелки.

Радар

Радар – это прибор предназначенный для измерения скорости движущегося объекта без физического контакта с ним. Обычно такое оборудование применяется правоохранительными органами, а также спортивными судьями. Принцип действия прибора заключается в том, что он создает радиосигнал, который направляется на движущийся объект. После при достижении волны к автомобилю или другому объекту, волна отражается и возвращается на чувствительный элемент устройства. По характеристикам отражаемой волны прибор вычисляет скорость, с которой двигался объект. Существует также устройство, где вместо радиосигнала направляется луч лазера. Выдаваемая на циферблате скорость выражается в километрах за час.

Данное оборудование является не идеальным и дает небольшую погрешность, которая указывается производителем. Радары отличаются между собой не только по классу точности, но и дистанции измерения. Все зависит от мощности излучателя и чувствительного элемента, который принимает отраженные сигналы.

Современные радары существенно отличаются от первых устройств этого класса. Дело в том, что в связи с наличием штрафов за превышение скорости, для защиты от подобных неприятностей началось производство так называемых антирадаров. Данные оборудования позволяют глушить радиосигналы и сбивать показатели, которые выдает радар. В связи с этим полицейские измерители скорости начали оснащаться системой шифрования с особой технологией отправки импульсов и их восприятия. Нельзя сказать, что это дает стопроцентную гарантию от погрешности, но по крайней мере позволяет игнорировать глушение от большинства приборов подавляющих сигналы.

Анемометр

Анемометр – это измеритель скорости передвижения воздушных и газовых потоков. Принцип его действия заключается в наличии лопастей подобных тем, что используются в вентиляторах или в авиации. При прохождении ветра сквозь диффузор анемометра лопасти начинают проворачиваться. Специальный механизм измеряет частоту вращения и определяет скорость движения потока в километрах в час или метрах в секунду. Такое оборудование обычно используется метеорологами для расчетов изменения погоды. По характеристикам движения ветра определяется через сколько времени циклон достигнет определенной местности.

В бытовой жизни анемометры нашли свое применение в авиации. Они устанавливаются на аэродромах для определения параметров силы ветра с целью корректировки диспетчерами пилотов при посадке самолетов. Анемометрами пользуются военные снайперы для корректировки направления полета пули. С помощью специальных таблиц определяется угол сноса пули ветром при полете. Чем слабее воздушный поток, тем по более ровной траектории нужно выпускать пулю. Данный показатель является важным при стрельбе на длинные дистанции.

Анемометры используются в вентиляционных системах. С их помощью проводится регулировка вентиляторов для точной настройки вентилирования без создания сквозняков. Вывод показателей скорости осуществляется с помощью стрелки как в обычных спидометрах для автомобиля или на циферблат, если прибор является электронным или электромеханическим.

Подобное оборудование не всегда имеет механический привод. Существуют также анемометры с теплочувствительным элементом, который начинает деформироваться при остывании. При движении воздушного потока чувствительный элемент обдувается, и его температура снижается. При этом оборудованием проводятся сложные расчеты, в результате которых выводятся точные показатели скорости ветра с поправкой на температуру самого воздуха. Одними из последних изобретений стали ультразвуковые анемометры, которые анализируют растворение звука посылаемого против движения воздушных масс.

Хронограф

Хронограф – это универсальное оборудование, которое используется для различных целей. Одним из способов его применения является измерение скорости движения пули выпущенной из пневматического или огнестрельного оружия. Главные особенности таких устройств в том, что они дают точные показатели скорости движения мелких объектов. Такой измеритель скорости даст возможность снять показатели о характеристиках движения стрелы выпущенной из лука, болта из арбалета или камушка из рогатки.

Хронограф снимает характеристики о полете пули или другого мелкого объекта в метрах за секунду. Также отдельные модели могут иметь возможность переключения показателей на километры в час. Хронографы имеют сложную конструкцию и являются очень чувствительными. Те приборы, которые применяются для измерения скорости движения пуль и прочих боеприпасов выполняются в двух вариантах – дульном и рамочном.

Дульный хронограф устанавливается на дуло пневматического или огнестрельного оружия. С его помощью удастся определить начальную скорость вылета пули. По этому показателю можно судить о мощности оружия и его пробиваемой силе на определенном расстоянии. Чтобы подключить хронограф к дулу оружия требуется наличие специального переходника. Для разных типов оружия переходник отличается, но сам измеритель скорости пули может использоваться практически всегда. Хронографы, которые применяются для пневматического оружия, имеют диапазон измерения до 350-400 м/с. Оборудование для огнестрельного оружия имеют значительно больший диапазон чувствительности.

Рамочный хронограф является более универсальным. Он выполнен в виде рамки, в которую нужно прицелиться, чтобы пуля пролетела между стенками. С помощью такого хронографа можно измерить скорость движения практически любого мелкого объекта. Это может быть стрела и даже брошенный рукою камень. Подобное оборудование более габаритное, но благодаря универсальности пользуется большой популярностью.

Измеритель скорости газового потока

Также существуют измерители скорости для газовых и воздушных потоков, которые двигаются внутри труб. Данные устройства фиксируются на трубопроводах и оснащаются крыльчаткой, которая проворачивается при контакте со средой. Подобное оборудование имеет много общего со счетчиками газа, но в отличие от них оно показывает не какой объем был пропущен всего, а позволяет рассчитать, сколько газа при такой интенсивности перекачки можно провести за определенный промежуток времени. Подобное оборудование выдает показатели не только в метрах за секунду, но и в объеме. Это могут быть литры или кубические метры.

Интенсивность давления на крыльчатку в различных газах отличается. В связи с этим оборудование калибруется производителем под среду, с которой будет работать. Таким образом, если измеритель скорости рассчитан для природного газа, он не будет давать точные показатели в случае работы с углекислотой. Помимо оборудования для веществ в жидком состоянии, существуют и измерители для газообразной среды, такой как воздух и даже пар.

Скоростемер для воды

Измеритель скорости воды имеет подобную конструкцию, что и для газовой среды. Его используют в исключительных случаях, когда нужно узнать скорость движения водяного потока, а не объем прокачки. Данный показатель является важным при тестировании оборудования для пожаротушения, водяных пушек и в прочих целях. Такой скоростемер представляет собой вытянутую трубку, которая подсоединяется к гибкому шлангу или трубопроводу. Кроме устройств с вращающейся крыльчаткой, снятие показателей может осуществляться лазером или ультразвуковыми волнами.

Похожие темы:

tehpribory.ru

Устройство автомобилей



Спидометр информирует водителя о скорости движения автомобиля и пройденном пути, и объединяет два измерительных устройства - указатель скорости и счетчик пройденного пути, называемый одометром. Спидометр является важным контрольно-измерительным прибором, поскольку информирует водителя о безопасном режиме движения, поэтому эксплуатация автомобиля с неисправным спидометром запрещается правилами дорожного движения.

Считается, что спидометр (от английского «speed» - скорость) изобрел в 1801 году наш соотечественник - крепостной механик-самоучка Егор Кузнецов. Он приспособил к конному экипажу счётчик собственной конструкции, позволяющий не только подсчитывать число пройденных саженей и вёрст, но и скорость движения. Диковинка, которую назвали «верстометром» была показана императору Александру I и некоторое время забавляла придворных. Затем, как это часто бывало в России, «верстометр» был надолго забыт.

И лишь спустя две сотни лет сотрудники Санкт-Петербургского Эрмитажа обнаружили это уникальное устройство в одном из хранилищ знаменитого музея. Его удалось реставрировать и выставить в музейной экспозиции.

На автомобиль первый прибор для измерения скорости был установлен в 1901 году. Вплоть до 1910 года спидометр считался диковинной вещью и устанавливался в качестве необязательной опции, лишь спустя годы автозаводы стали включать его в обязательную комплектацию автомобилей. Конструкция спидометра, изобретенная в 1916 году Николой Тесла, дошла до нынешних дней, практически не претерпев изменений.

В качестве привода спидометров используется электропривод или гибкий вал (механический привод, который обычно называют «тросиком спидометра»). Тип привода спидометра зависит от удаленности прибора и места его присоединения к трансмиссии автомобиля.

Гибкие валы для привода рекомендуют устанавливать, если длина трассы не превышает 3,55 метра. При большей длине трассы рекомендуется электропривод. Привод спидометра осуществляется от ведомого вала коробки передач или раздаточной коробки. Для этого в узле, от которого осуществляется привод, устанавливается редуктор, передаточное число которого выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи и радиуса качения колеса автомобиля.

Редуктор соединяют со спидометром либо механическим путем (гибким валом), либо электрическим (посредством специального датчика). Сигнал с редуктора (или приводимого от редуктора датчика) поступает на спидометр, где преобразуется в соответствующую информацию.

Дополнительную информацию об автомобильных спидометрах и их приводах можно получить здесь.

Спидометры с механическим приводом (от гибкого вала)

Все спидометры с приводом от гибкого вала имеют одинаковый принцип действия и отличаются лишь особенностями исполнения скоростного и счетного узлов и внешним оформлением.

На рис. 1 приведен спидометр с механическим приводом (от гибкого вала), который приводится в действие от входного валика 1 с гнездом квадратного сечения, в которое вставляется квадратный наконечник гибкого вала. На другом конце входного валика закреплены постоянный магнит 5 и термокомпенсационная шайба (магнитопровод) 4. Магнит 5 намагничен так, что его полюсы направлены к краям диска.

Рис. 1. Спидометр с приводом от гибкого вала: 1 - входной валик; 2 - фетровый фитиль; 3 - заглушка; 4 - шайба; 5 - магнит; 6 - катушка; 7 - экран; 8 - ось; 9 - рычажок; 10 - спиральная пружина; 11 - стрелка; 12, 13 - валики

На оси 8, свободно вращающейся в двух подшипниках, с одной стороны закреплена стрелка 11, а с другой – катушка 6. Катушка чаще всего выполняется в виде чаши, которая с некоторым зазором охватывает магнит 5. Катушка изготовляется из немагнитного материала, например из алюминия. Снаружи катушка 6 закрыта экраном 7 из магнитомягкого материала, который концентрирует магнитное поле магнита 5 в зоне катушки. Со стороны стрелки к оси 8 одним концом прикреплена спиральная пружина 10. Другой конец пружины прикреплен к рычажку 9, поворотом которого можно регулировать натяжение спиральной пружины.

При движении автомобиля от гибкого вала приводится во вращение входной валик 1 и вместе с ним магнит 5. При этом его магнитный поток, пронизывая катушку 6, наводит в ней вихревые токи, которые вызывают образование магнитного поля катушки. Два магнитных поля (магнита и катушки) взаимодействуют между собой таким образом, что на катушку действует крутящий момент, направление которого противоположно моменту, создаваемому пружиной. В результате катушка вместе с осью и стрелкой повернется на угол, при котором возрастающий момент сил упругости пружины станет равным моменту магнитных сил, действующих на катушку.

Так как крутящий момент катушки пропорционален скорости вращения магнита, а, следовательно, и скорости движения автомобиля, угол поворота катушки и стрелки с увеличением скорости возрастают.

Термокомпенсационная шайба 4, установленная вместе с магнитом 5, нейтрализует влияние изменения температуры окружающей среды на сопротивление катушки. Увеличение сопротивления катушки приводит к уменьшению наводимых в ней токов и вызываемого ими магнитного потока. Шайба 4 при этом обеспечивает увеличение магнитного потока, пронизывающего катушку путем изменения магнитной проницаемости.

Валик 1 большинства спидометров снабжен масленкой, установленной в хвостовой части спидометра. Она состоит из заглушки 3 с отверстием, и расположенным под ней фетровым фитилем 2, который пропитан маслом и смазывает валик.

Привод счетного узла осуществляется от входного валика 1 через валики 12 и 13 посредством трех понижающих червячных передач, соединенных последовательно. Червячные передачи обеспечивают передаточное отношение 624 или 1000.

По конструкции счетные узлы бывают с внешним и внутренним зацеплением счетных барабанчиков. Обычно счетный узел содержит шесть барабанчиков, которые свободно насажены на одной оси. При внешнем зацеплении (рис. 2) каждый барабанчик 7 с одной стороны имеет 20 зубцов 4, находящихся в постоянном зацеплении с зубцами трибок 8, также свободно вращающихся на своей оси. Со стороны, противоположной зубчатой, барабанчики, кроме крайнего левого, имеют два зубца 5 с впадиной между ними. Каждая трибка имеет шесть зубцов. Три зубца трибки со стороны двух зубцов 5 барабанчиков укорочены по ширине через один.

Рис. 2. Счетный узел с внешним зацеплением: 1, 3 - длинные зубья трибки; 2 - укороченный по ширине зубец трибки; 4 - зубцы барабанчика; 5 - два зубца барабанчика; 6 - выемка, укорачивающая зубец трибки; 7 - барабанчик; 8 - трибка

Крайний правый барабанчик постоянно приводится во вращение червячной передачей. Когда два зубца 5 подходят к укороченному зубцу трибки, они захватывают его и поворачивают на 1/3 оборота. При этом следующий барабанчик поворачивается на 1/10 оборота. Повернувшаяся трибка после поворота устанавливается так, что при следующем проходе зубцов 5 они опять захватят укороченный зубец. Остановиться в другом положении трибка не может, так как этому мешают длинные зубцы, скользящие по цилиндрической части барабанчика.

Таким образом обеспечивается поворот каждого барабанчика на 1/10 при полном повороте предыдущего. При такой конструкции через каждые 100 тыс. оборотов начального (правого) барабанчика, полный оборот которого соответствует 1 км пробега автомобиля, все барабанчики возвращаются в исходное положение, и отсчет показаний начинается с нуля.

На рис. 2 приведено устройство спидометра 16.3802, устанавливаемого на автомобили марки УАЗ. Спидометр 16.3802 механический, с приводом с помощью гибкого вала от раздаточной коробки. Состоит из стрелочного указателя скорости движения автомобиля и суммарного счетчика пройденного пути. Оснащен индикатором включения дальнего света фар.

Рис. 2. Спидометр автомобиля УАЗ: 1 - приводной валик; 2 - фильц с запасом смазки; 3 - отверстие для смазки; 4 - постоянный магнит; 5 - катушка; 6 - возвратная пружина стрелки; 7 - регулировочная пластина натяжения пружины; 8 - подшипник оси стрелки; 9 - кронштейн барабанчиков; 10 - стрелка; 11 - ось стрелки; 12 - ось барабанчиков; 13 - шестерня счетного барабанчика; 14 - корпус механизма; 15 - промежуточный червячный валик; 16 - горизонтальный червячный валик; 17 - экран; 18 - стойка стрелки; 19 - кронштейн трибки; 20 - трибка; 21 - счетный барабанчик; 22 - запорная пластина

Основные характеристики спидометра 16.3802:

  • Диапазон показаний скорости, км/ч: 0-120;
  • Цена деления, км/ч: 5;
  • Емкость счетчика пройденного пути, км: 99999,9;
  • Число оборотов приводного вала, соответствующее 1 км пробега: 624;
  • Посадочный диаметр кожуха (мм): 100;
  • Присоединительные размеры с гибким валом, мм: М18×1,5 квадрат 2,67;
  • Масса, кг: 0,54.
Спидометры с электроприводом

Спидометры с электроприводом имеют такие же магнитоиндукционный и счетный узлы, как и спидометры с механическим приводом. Электропривод спидометра состоит из датчика, который устанавливается на коробке передач, электродвигателя, вращающего приводной валик магнитоиндукционного узла указателя и устройства электронного управления электродвигателем. Электродвигатель и устройство управления смонтированы в одном корпусе с магнитоиндукционным узлом.

Датчик электропривода представляет собой трехфазный генератор переменного тока, ротором которого служит постоянны четырехполюсный магнит. Как и гибкий вал, ротор датчика приводится во вращение от ведомого вала коробки передач. При вращении ротора в каждой фазе статора, соединенного «звездой» (рис. 4), вырабатывается переменная синусоидальная ЭДС, частота которой пропорциональна частоте вращения вала КПП, а значит, и скорости движения автомобиля. Сигнал каждой фазы статора управляет транзисторами VT1, VT2 и VT3, работающих в режиме электрического ключа.

Цепи коллектор-эмиттер транзисторов включены в цепи фазных обмоток трехфазного синхронного двигателя. Ротором электродвигателя служит четырехполюсный постоянный магнит. Когда с фазной обмотки датчика на базу соответствующего транзистора поступает положительная полуволна ЭДС, он открывается, и по соответствующей фазной обмотке электродвигателя будет протекать ток. Так как фазные обмотки датчика сдвинуты на 120˚, то открытие транзисторов будет также сдвинуто во времени. Поэтому магнитное поле статора электродвигателя, создаваемое его обмотками, сдвинутыми также на 120˚, будет вращаться с частотой вращения ротора датчика. Вращающееся магнитное поле статора, воздействуя на постоянный магнит ротора, приводит его во вращение с той же частотой.

Резисторы R1 – R6 в схеме электронного ключа улучшают условия переключения транзисторов.

***



Приборы, измеряющие частоту вращения коленчатого вала, делятся на тахометры, фиксирующие число оборотов в минуту в данный момент, и тахоскопы – счетчики, показывающие число оборотов вала за определенный момент времени. Тахоскопы используются при испытаниях двигателей после капитального ремонта, и на автомобилях не устанавливаются.

Тахометры применяются на автомобилях, если есть необходимость в контроле частоты вращения коленчатого вала двигателя. По принципу действия манометры бывают центробежные, электрические, электронные (импульсные), магнитные (индукционные), стобоскопические и др. На автомобилях наиболее широкое применение получили электрические тахометры, обеспечивающие дистанционное измерение частоты вращения коленчатого вала.

На дизелях привод тахометра осуществляется от распределительного вала двигателя с помощью гибкого вала или электропривода. Тахометры магнитоиндукционного типа, устанавливаемые для контроля частоты вращения коленчатого вала дизеля, имеют электропривод. Их конструкция аналогична конструкции спидометра с электроприводом. Отличаются они отсутствием счетного узла.

На карбюраторных двигателях для контроля частоты вращения коленчатого вала обычно устанавливаются электронные тахометры, принцип действия которых основан на измерении частоты импульсов, возникающих в первичной цепи системы зажигания при размыкании первичной цепи.

Схема электронного тахометра (рис. 5) обеспечивает измерения частоты прерывания тока в первичной цепи системы зажигания.

Рис. 5. Схема электронного тахометра

Состоит схема из трех узлов: узла формирования запускающих импульсов, узла формирования измерительных импульсов и стрелочного магнитоэлектрического прибора. На вход тахометра поступает входной сигнал I из первичной цепи системы зажигания. Узел формирования запускающих импульсов, состоящий из резисторов R1, R2, конденсаторов С1, С2, С3, С4 и стабилитрона VD1, выделяет из имеющего форму затухающей синусоиды сигнала I сигнал II, имеющий форму одиночного импульса, который поступает на базу транзистора VT1 узла формирования измерительных импульсов.

В исходном состоянии транзистор VT2 открыт, так как через резисторы R11, R10 и R5 по нему протекает ток базы, а конденсатор С5 заряжен. Транзистор VT1 в это время закрыт, так как потенциал его эмиттера, вызванный значительным падением напряжения на резисторе R5, больше потенциала базы. Когда положительный импульс II поступает на базу транзистора VT1, он открывается. Конденсатор С5 разряжается через открытый транзистор VT1, создавая на базе транзистора VT2 отрицательное смещение, которое его запирает.

Транзистор VT1 поддерживается открытым током базы, протекающим через резисторы R11, R9, R8 и R5. Открытый транзистор VT1 обеспечивает протекание тока по измерительному прибору через резисторы R11, R7, R3 и R5. Длительность импульса III тока, протекающего по измерительному прибору, определяется временем разряда конденсатора С5. После разряда конденсатора С5 транзистор VT2 открывается, так как исчезает отрицательное смещение на его базе, а транзистор VT1 закрывается.

Частота импульсов III тока равна частоте размыканий первичной цепи системы зажигания. Эффективное значение импульсов тока Iэф, пропорциональное их частоте, показывает прибор.

Переменным резистором R7 при настройке регулируют амлитуду импульсного тока. Терморезистор R3 компенсирует температурную погрешность прибора. Диод VD2 служит для защиты транзистора VT1. Стабилитрон VD3 обеспечивает стабилизацию напряжения питания прибора.

***

Система зажигания двигателя


Главная страница
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты

k-a-t.ru

Приборы для измерения скорости движения воздуха

Измерение скорости движения воздуха может производиться в разных местах рабочего помещения в зависимости от целей исследования.

Для измерения скорости движения воздуха используют анемометры различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха.

Замер скорости движения воздуха проводят различными видами анемометров: крыльчатыми (скорость потока от 0,3 до 0,5 м/с), чашечными и индукционными (скорость в пределах 1–30 м/с), термоанемометрами и кататермометрами (скорость не больше 0,5 м/с). Термоанемометры позволяют измерять незначительные колебания потоков воздуха и температуры по объему помещения. Анемометры представлены на рисунке 2.4.

Для измерения интенсивности теплового излучения используют актинометры и радиометры.

Чашечный анемометр воспринимает движение воздуха четырьмя полыми алюминиевыми полушариями, крыльчатый – колесом с пластинками, вращающимися под давлением потока воздуха. Это движение системой зубчатых колёс передаётся стрелкам, движущимся по градуированным циферблатам, по которым производится отсчёт. Измерение скорости движения воздуха производится следующим образом. Записав исходное положение стрелок на циферблатах (стрелки на нуль не ставятся), на маленьких циферблатах учитывают только целые деления, помещают прибор в поток воздуха. На приборе расположен: слева циферблат, показывающий сотни делений, справа – тысячи делений; полный оборот стрелки большого циферблата даёт 100 делений. Анемометр необходимо поместить в поток воздуха таким образом, чтобы ось вращения колеса была для крыльчатого анемометра параллельна, а для чашечного – перпендикулярна направлению потока воздуха. После преодоления чашечками или крылышками анемометра инерции прибора и приобретении ими максимальной скорости, поворотом рычажка, находящегося на боковой стороне прибора, включают стрелки, одновременно включая секундомер для отсчёта времени замера. Через 1 мин, не отводя прибор с места исследования, отключают стрелки прибора, одновременно отмечая время проведения замера (в секундах).

Пересчёт полученного числа оборотов в 1 с на скорость воздушного потока в м/с производится с помощью графиков, представленных на рисунках 2.5а и 2.5б, где по вертикальной оси отложено число оборотов 1 с, а по горизонтали – скорость воздушного потока в м/с.

Рис. 2.5. Графики определения скорости движения воздуха по анемометру:

а – чашечному; б – крыльчатому

Анемометры обладают большой инерцией и начинают работать при движении воздуха со скоростью около 0,5 м/с; давление, создаваемое потоком воздуха меньшей скорости, не в состоянии преодолеть сопротивление оси колеса с крылышками или чашек, поэтому для измерения малых скоростей движения воздуха в помещениях используются кататермометры и термоанемометры. Для определения суммарной охлаждающей способности воздушной среды, для замера малых скоростей движения воздуха (до 2 м/с) пользуются прибором, называемым кататермометром.

Шаровой кататермометр, показанный на рисунке 2.6, представляет собой спиртовой термометр с двумя резервуарами – шаровым внизу и цилиндрическим вверху со шкалой деления от 31 до 41 °С.

Количество теплоты, теряемой кататермометром, при его охлаждении от 38 до 35 °С постоянно при всех условиях среды, а продолжительность охлаждения различна и зависит от взаимного действия всех метеорологических факторов.

Количество теплоты в милликалориях, теряемой с 1 см2 резервуара кататермометра, называется его фактором F, величина которого указывается на приборе.

Разделив фактор на время (в секундах), в течение которого произошло охлаждение кататермометра от температуры 38 до 36 °С, получаем охлаждающую силу воздуха:

Скорость движения воздуха определяется по формулам, выбираемым в зависимости от величины f/Δt. Величина Δt – это разность между средней температурой кататермометра (36,5 °С) и температурой окружающего воздуха.

Если , то (2.3)

Если , то (2.4)

Определение суммарной охлаждающей силы воздушной среды с помощью кататермометра производится следующим образом. Прибор погружают в воду, нагретую до 60–70 °С (но не более 80 °С во избежание закипания спирта в приборе и разрыва резервуара), держат его в воде до заполнения спиртом на 1/3 или 1/4 объёма верхнего расширения капилляра. Затем кататермометр вынимается из воды, тщательно вытирается и подвешивается в точке замера. Прибор охлаждается окружающим воздухом. При достижении столбиком спирта 38 °С включают секундомер и замеряют время охлаждения прибора (Т, с) на 3° (от 38 °С до 35 °С). Далее производятся расчёты.

Скорость движения воздуха менее 1 м/с также измеряется термоанемометрами. В основу работы термоанемометра положен принцип охлаждения датчика, находящегося в воздушном потоке и нагреваемого электрическим током.

Датчик представляет собой полупроводниковое микросопротивление. Питание прибора осуществляется либо от сети напряжением 220 В, либо от малогабаритных батареек напряжением 1,5 В.

Термоанемометром измеряют скорости движения воздуха от 0,03 до 5 м/с при температуре от 1 до 60 °С. С помощью термоанемометра можно измерить и температуру воздуха помещения, для чего производят соответствующее переключение прибора.

Изучение барометрического давления при исследовании метеорологических условий позволяет, с одной стороны, полнее учесть зависимость температуры и относительной влажности воздуха от барометрического давления (при повышении давления температура повышается), а с другой стороны, существенно влияние этого показателя на характерные эндотермические (испарение влаги) и экзотермические (конденсация пара) процессы, оказывающие большое влияние на метеорологический комфорт.

Барометр-анероид (рис. 2.7), предназначен для измерений атмосферного давления в пределах от 600–800 мм рт. ст.

Рис. 2.7. Барометр-анероид:

1 – корпус; 2 – анероид; 3 – стекло; 4 – шкала;

5 – металлическая пластина; 6 – стрелка; 7 – ось

Главная часть барометра-анероида – лёгкая, упругая, полая внутри металлическая коробка (анероид) 2 с гофрированной (волнистой) поверхностью. Воздух из коробочки откачан. Её стенки растягивает пружинящая металлическая пластина 5. К ней при помощи специального механизма прикреплена стрелка 6, которая насажена на ось 7. Конец стрелки передвигается по шкале 4, размеченной в мм рт. ст. Все детали барометра помещены внутрь корпуса 1, закрытого спереди стеклом 3.

Значение давления определяется как алгебраическая сумма отсчёта по шкале и поправок, которые указаны в паспорте прибора.

Интенсивность теплового излучения измеряют актинометрами различных конструкций, действие которых основано на поглощении лучистой энергии и превращении её втепловую, количество которой регистрируется различными способами.

Обеспечение требуемых нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в рабочей и обслуживаемой зонах помещений устраивается системами вентиляции, кондиционированием воздуха и отоплением.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязнённого воздуха и подачу на место удалённого свежего чистого воздуха.

Промышленную вентиляцию применяют для технических и санитарно-гигиенических целей. Для технических целей её используют в различных технологических процессах, в санитарно-гигиенических целях вентиляцию применяют для создания нормальных условий труда путём правильного воздухообмена в производственных помещениях. Воздухообмен осуществляется путём удаления из помещения воздуха, не отвечающего требованиям санитарных норм, и подачи чистого свежего воздуха. В этом процессе количество удаляемого и подаваемого воздуха должно быть равно.

По способу перемещения воздуха различают два основных вида вентиляции: естественную и механическую.

Выбор системы вентиляции зависит от особенностей производственного процесса, типа здания, характера выделяющихся вредностей и необходимой кратности воздухообмена.

Вентиляцию называют естественной, если воздухообмен осуществляется путём использования естественного движения воздуха в результате теплового или ветрового напора. Тепловой напор создаётся в результате наличия разности температур или разности удельных весов внутреннего и наружного воздуха, а ветровой – движением наружного воздуха.

Естественную вентиляцию называют аэрацией, когда естественный воздухообмен организован, т.е. осуществляется путём регулирования притока и вытяжки, за счёт открытия форточек, стенных клапанов, фонарей.

На практике имеет место и неорганизованный способ естественной вентиляции (инфильтрация), т.е. когда воздухообмен осуществляется за счёт случайных отверстий и щелей в оконных и дверных проёмах, в стенах и перекрытиях зданий и возможен в помещениях, где необходим не более, чем однократный обмен воздуха в час.

При механической вентиляции воздухообмен достигается за счёт разности давлений, создаваемой вентилятором, который приводится в движение электромотором. Механическая вентиляция применяется в случаях, когда тепловыделения в цехе недостаточны для систематического использования аэрации, а также, если количество или токсичность выделяющихся в помещение вредных веществ требует поддержания постоянного воздухообмена независимо от внешних метеорологических условий.

При механической вентиляции воздух почти всегда подвергается предварительной обработке. В зимнее время приточный воздух подогревается, а в летнее – охлаждается. В необходимых случаях воздух увлажняется или осушается. Если удаляемый (подаваемый) механической вентиляцией воздух запылён или содержит в большом количестве вредные газы и пары, он подвергается очистке.

Вентиляционные системы по их назначению подразделяются на вентиляцию приточную, вытяжную и приточно-вытяжную, а также рабочую и аварийную.

В зависимости от места применения различают вентиляцию: общеобменную, предназначенную для обмена воздуха всего помещения, и местную, обеспечивающую приток или вытяжку воздуха непосредственно на рабочем месте, т.е. у мест выделения вредностей.

В тех помещениях, где возможно внезапное поступление токсических или взрывоопасных веществ, устраивается аварийная вытяжная вентиляция, включение которой производится автоматически от показаний газоанализаторов, настроенных на допустимую по санитарным и противопожарным требованиям концентрацию газов или паров.

Независимо от наличия искусственной вентиляции во всех помещениях необходимо предусматривать также устройство проёмов в ограждениях (форточки, фрамуги) для проветривания.

Механическая вентиляция может быть устроена таким образом, что в вентилируемом помещении поддерживаются постоянные, заранее заданные условия температуры, влажности, чистоты воздуха независимо от наружных условий и колебаний режима технологического процесса. Такая вентиляция называется кондиционированием воздуха.

Обычно кондиционированный воздух до поступления в помещение проходит тепловлажную обработку в установках, называемых кондиционерами, которые состоят из устройств нагрева воздуха – калориферов, устройств охлаждения воздуха – поверхностных или контактных воздухоохладителей, устройств осушения воздуха.

Воздух в калориферах получает тепло от оребрённых или гладких поверхностей трубок, по которым протекает теплоноситель – вода или пар.

В поверхностных воздухоохладителях воздух отдаёт тепло поверхностям трубок, по которым пропускается холодная вода или другой холодоноситель. В контактных охладителях происходит непосредственный контакт охлаждаемого воздуха с водой, обычно воздух проходит через дождевое пространство камеры орошения, в которой форсунками разбрызгивается охлаждённая вода. Осушение воздуха производится влагопоглощающими веществами: твёрдыми (силикатель), жидкими (растворы хлористого лития, хлористого кальция).

Количественно любой способ воздухообмена можно охарактеризовать кратностью воздухообмена, т.е. величиной, показывающей, сколько раз в единицу времени (в минуту, час) происходит полная смена всего объёма воздуха в помещении.

Требования безопасности, предъявляемые к системе вентиляции, изложены в ССБТ ГОСТ 12.4.021–75:

- вентиляторы вытяжных систем, обслуживающих помещения с производствами категорий А, Б должны быть выполнены из материалов, не вызывающих искрообразования;

- взрывоопасность и пожароопасность производственных помещений не должна увеличиваться применением вентиляционных систем;

- вентиляционные системы, обслуживающие помещения с производствами категорий А, Б, где возможно появление статического электричества, должны обеспечивать электростатическую безопасность и иметь заземление.

В помещениях с постоянным или длительным (более 24 часов) пребыванием людей следует предусматривать в холодный период года поддержание требуемых температур внутреннего воздуха путём подачи тепла системами отопления.

Системы отопления зданий должны удовлетворять следующим требованиям, т.е. обеспечивать:

- равномерный нагрев воздуха помещения в течение отопительного периода;

- безопасность в отношении пожара и взрывов;

- возможность регулирования;

- увязку с системами вентиляции;

- уровни звуковых давлений в пределах нормы;

- наименьшее загрязнение атмосферного воздуха.

Системы отопления разделяются на местные и центральные. В местных системах отопления теплогенератор (котёл), теплопроводы (трубы) и нагревательные приборы (батареи) объединены и находятся в отапливаемом помещении. В центральных системах отопления выработка тепла происходит в каком-либо центре (в котельной), а теплоноситель к нагревательным приборам, находящимся в отапливаемом помещении, подаётся по трубопроводам.

В зависимости от вида используемого теплоносителя отопление бывает водяное, паровое и воздушное.

Системы водяного отопления подразделяются:

- по принципу подводки теплоносителя к нагревательным приборам – на двухтрубные и однотрубные;

- на системы с естественным побуждением (циркуляцией) и искусственным побуждением – с применением циркуляционного насоса;

- на системы с верхней разводкой и системы с нижней разводкой.

Водяное отопление более безопасно (по отношению к паровому), т.к. температура нагревательных приборов не превышает 80–90 °С.

Системы парового отопления подразделяются на системы с верхней разводкой и системы с нижней разводкой. В паровых системах отопления водяной пар, конденсируясь в нагревательных приборах, выделяет скрытую теплоту парообразования. Это тепло передаётся в помещение через стенки нагревательного прибора, а конденсат по конденсатопроводу стекает снова в котел для повторного использования. Недостатки парового отопления: высокая температура нагревательных приборов, которая может привести к возгоранию легковоспламеняющихся веществ и пыли, и как следствие, к ожогам обслуживающего персонала.

Системы воздушного отопления могут быть отопительными, в которых осуществляется полная рециркуляция воздуха, и отопительно-вентиляционными – используемые свежий воздух. Воздушное отопление обладает следующими преимуществами: гигиеничностью, безопасностью, быстрым повышением температуры воздуха в помещении, исключением множества местных нагревательных приборов. Воздушное отопление целесообразно применять для отопления крупных производственных помещений.

Основой аттестации рабочих мест по условиям труда является соответствие параметров воздуха данным, приведённым в таблицах 2.6, 2.7, 2.8 и 2.9, характеризующим класс условий труда по показателям микроклимата для производственных помещений и открытых территорий в различные периоды года.

Таблица 2.6

megaobuchalka.ru

Измерители скорости ГАИ

Какие приборы используются ГАИ для фиксации превышения скоростного режима. …или чем будут измерять Вашу скорость. ;)

Измеритель скорости «ВИЗИР». Описание, фото.

Аккумулятор и встроенный ЖК-дисплей обеспечивают работу инспектора без привязки к патрульной машине.

Эргономичный дизайн, простое меню и удобное расположение управляющих клавиш делают работу с прибором легкой и интуитивно понятной.

— Автоматическое измерение скорости в режиме КОНТРОЛЬ — Автоматическая запись нарушения — Внесение в кадр значения измеренной скорости, времени и даты нарушения — Видеозапись со скоростью 12, 6 или 3 кадра в секунду — Режим фотографирования — Запись нарушений без контроля скорости — Фотографирование мест ДТП — Возможность сохранения данных о нарушениях в архиве — Быстрый перенос информации на ПК

— Расширение функциональности за счет внешнего монитора, ИК-ПДУ, компьютера

В кадр вносятся данные об измеренной скорости, дате и времени снимка.

Фотоизображение мгновенно передается по радиоканалу на компьютер, расположенный в патрульном автомобиле.

Регистраторы могут быть объединены в единую сеть и подключены к единому центру обработки информации.

Дополнительные возможности — Автоматическое распознавание номерного знака. — Получение статистической информации об интенсивности и средней скорости движения.

Измеритель скорости «СОКОЛ-М».

Выпускается в двух модификациях: «Сокол М-С» («стационар») «Сокол М-Д» («движение»).

Технология «Стелс»- импульсный режим работы СВЧ передатчика делает прибор практически невидимым для радар-детекторов.

— Встраиваемая в рукоять аккумуляторная кассета не меняет центр тяжести прибора, вы не привязаны шнуром к автомобилю и можете выбрать наиболее удобную позицию. — Время работы от встраиваемой в рукоять аккумуляторной кассеты в режиме «все включено» не менее 12 часов. — Новый эргономичный удароустойчивый пластиковый корпус, подсветка индикатора и кнопок управления в темное время суток. — Планарный монтаж, цифровая обработка информации сигнальным процессором. Встроенный тест проверки работоспособности. — Возможность ступенчатой регулировки дальности действия значительно повышает адаптивность к конкретным условиям (работа в зоне действия знака ограничения скорости). — Возможность одновременного измерения и фиксации скорости двух автомобилей (или скоростного автомобиля и потока). — Выбор контролируемого направления движения. Полное отсутствие помех от автомобилей, двигающихся в противоположном направлении.

— Контроль встречного и попутного транспорта с движущегося патрульного автомобиля (только «Сокол М-Д»)

Основные технические характеристики Тип Ручной доплеровский радар Генератор транзисторный, стабилизированный Приемник балансный смеситель Антенна рупорная с круговой поляризацией Рабочая частота 10,525 ГГц + 25 мГц Плотность потока СВЧ мощности

sanekua.ru

прибор для измерение скорости - это... Что такое прибор для измерение скорости?

  • Часы прибор для измерения времени — Содержание: 1) Исторический очерк развития часовых механизмов: а) солнечные Ч., b) водяные Ч., с) песочные Ч., d) колесные Ч. 2) Общие сведения. 3) Описание астрономических Ч. 4.) Маятник, его компенсация. 5) Конструкции спусков Ч. 6) Хронометры …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • измерение — 3.10 измерение (measurement): Процесс получения информации об эффективности СМИБ, а также мер и средств контроля и управления с использованием метода измерения, функции измерения, аналитической модели и критериев принятия решения. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Измерение —         операция, посредством которой определяется отношение одной (измеряемой) величины к другой однородной величине (принимаемой за единицу); число, выражающее такое отношение, называется численным значением измеряемой величины.          И.… …   Большая советская энциклопедия

  • Лот прибор* — прибор для измерения глубины моря. Простейший Л., употребляющийся с самых древних времен и по настоящее время для небольших глубин, состоит из свинцовой конической гири и разделенной веревки, называемой лотлинем. Различают ручные Л. и диплоты.… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Лот (прибор) — У этого термина существуют и другие значения, см. Лот …   Википедия

  • Лаг (морской прибор) — У этого термина существуют и другие значения, см. Лаг. Корабельный лаг Лаг  прибор, предназначенный для измерения скорости движения судна. В древности в качестве лага использовался (и используется по сей день на небольших судах) ручной, или… …   Википедия

  • ГОСТ Р 54418.12.1-2011: Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12-1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками — Терминология ГОСТ Р 54418.12.1 2011: Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12 1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками оригинал документа: 3.1 аэродинамическое препятствие… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • РМГ 75-2004: Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение влажности веществ. Термины и определения — Терминология РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения единства измерений. Измерение влажности веществ. Термины и определения: 11 абсолютно сухое вещество: Гипотетическое вещество, совершенно не содержащее влаги. Определения термина из… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР — средство измерений, в к ром значение измеряемой электрич. величины представляется в виде числа на отсчётном устройстве. Применяется для измерений практически всех электрич. величин (напряжения, тока, сопротивления, ёмкости, индуктивности и др.),… …   Физическая энциклопедия

  • Термоанемометр —         прибор для измерения скорости потока жидкости или газа от 0,1 м/сек и выше, принцип действия которого основан на зависимости между скоростью потока v и теплоотдачей проволочки, помещенной в поток и нагретой электрическим током. Основная… …   Большая советская энциклопедия

ideographic.academic.ru

Приборы для измерения скорости в воздуховоде

Зачем измеряют скорость воздуха

Для систем вентиляции и кондиционирования одним из важнейших факторов является состояние подаваемого воздуха. То есть, его характеристики.

К основным параметрам воздушного потока относятся:

  • температура воздуха;
  • влажность воздуха;
  • расход количества воздуха;
  • скорость потока;
  • давление в воздуховоде;
  • другие факторы (загрязненность, запыленность…).

В СНиПах и ГОСТах описаны нормированные показатели для каждого из параметров. В зависимости от проекта величина этих показателей может изменятся в рамках  допустимых норм.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Узнать как рассчитать скорость в воздуховоде, и ознакомится с ее допустимыми значениями можно прочитав данную статью. 

Например, для гражданских зданий рекомендуемая скорость движения воздуха по магистральным каналам вентиляции лежит в пределах 5-6 м/с. Правильно выполненный аэродинамический расчет решит задачу подачи воздуха с необходимой скоростью.

Но для того чтобы постоянно соблюдать этот режим скорости, нужно время от времени контролировать скорость перемещения воздуха. Почему? Через некоторое время воздуховоды, каналы вентиляции загрязняются, оборудование может давать сбои, соединения воздуховодов разгерметизируются. Так же, измерения необходимо проводить при плановых проверках, чистках, ремонтах, в общем, при обслуживании вентиляции. Помимо этого, измеряют также скорость движения дымовых газов и др.

Каким прибором измеряют скорость движения воздуха

Все устройства такого типа компактны и несложны в использовании, хотя и тут есть свои тонкости.

Прибор для измерения скорости воздуха называется анемометром

Приборы для измерения скорости воздуха:

  • Крыльчатые анемометры
  • Температурные анемометры
  • Ультразвуковые анемометры
  • Анемометры с трубкой Пито
  • Дифманометры
  • Балометры

Крыльчатые анемометры одни из самых простых по конструкции устройств. Скорость потока определяется скоростью вращения крыльчатки прибора.

Температурные анемометры имеют датчик температуры. В нагретом состоянии он помещается в воздуховод и по мере его остывания определяют скорость воздушного потока.

Ультразвуковыми анемометрами в основном измеряют скорость ветра. Они работают по принципу определения разницы частоты звука в выбранных контрольных точках воздушного потока.

Анемометры с трубкой Пито оснащены специальной трубкой малого диаметра. Ее помещают в середину воздуховода, тем самым измеряя разницу полного и статического давления. Это одни из самых популярных устройств для измерения воздуха в воздуховоде, но при этом у них есть недостаток — невозможность использования, при высокой концентрации пыли.

Дифманометры могут измерять не только скорость, а и расход воздуха. В комплекте из трубкой Пито, этим устройством можно измерять потоки воздуха до 100 м/с.

Балометры наиболее эффективны при измерениях скорости воздуха на выходе из вентиляционных решеток и диффузоров. Они имеют раструб, который захватывает весь воздух, выходящий из вент-решетки, тем самым сводя погрешность измерения к минимуму.

Особенности измерений скорости воздуха

Существуют некоторые нюансы работы с анемометрами разных видов. Как уже упоминалось, анемометры с трубкой Пито нельзя использовать при высоких концентрациях твердых частичек, иначе трубка быстро засоряется, а прибор выходит из строя. Термоанемометры не работают в условиях измерения высоких скоростей воздушного потока — свыше 20 м/с. При измерения скорости в нагретых воздушных потоках (например в газоходах) рекомендуется использовать трубку не из пластика, а из нержавеющей стали.

Как проводят измерения

Измерения скорости воздуха можно проводить в воздуховодах, на выходе из воздуховодов, в вентиляционных решетках или диффузорах.

Когда измерение скорости проводят непосредственно в воздуховоде, то место измерения должно находится после прохождения потока через фильтры. На воздуховоде следует найти специальное отверстие, которое предназначено для контрольно-измерительных операций (такие отверстия часто закрывают питометражной заглушкой). Также можно использовать очистной лючок.

 Следует помнить, что отверстие для контрольно-измерительных операций должно находится на прямом участке воздуховода. Его длинна не менее 5 диаметров воздуховода 

При произведении замеров трубкой Пито, ее вставляют в воздуховод, направляя против потока воздуха.

Заключение

С помощью современных приборов для измерения скорости воздуха можно точно и быстро определить характеристики воздушного потока  с минимальной погрешностью, что позволит легко произвести техническое обслуживание системы вентиляции.

Читайте также:

airducts.ru

Анемометр - прибор для определения скорости и направления движения потока

АНЕМОМЕТР – это прибор для измерения скорости потоков и направления движения воздуха, газов и жидкостей. Это касается как ограниченных потоков, например движения воздуха в воздуховодах, так и неограниченных потоков, например атмосферного ветра. Анемометры прежде всего предназначены для метеорологии, ведь изменение таких параметров, как скорость и направление ветра, указывают нам на изменения погодных условий, предупреждают о приближении грозы, шторма, других опасных природных явлений, что очень важно для пилотов, моряков, инженеров, да и для всех нас. Как правило, это легкие портативные приборы, удобные в использовании даже в сложных полевых условиях.

Принцип работы анемометра заключается в выявлении изменения некоторого физического свойства потока, или в действии этого потока на механическое устройство, помещенное в поток. При этом анемометр может измерять полную величину скорости, величину скорости в плоскости, или компоненту скорости в определенном направлении. Кроме того, современные анемометры в зависимости от модели могут измерять направление ветра, объемный расход воздуха, влажность, температуру, давление. Таким образом, анемометры превращаются в портативные метеостанции.

Типы анемометров

В зависимости от способа измерения и типа приемного устройства анемометры разделяют на ряд типов: [5]:

  • Вращательные (крильчатни, чашечные)
  • Тепловые
  • Вихревые
  • Динамометрические (с трубками Пито)
  • Ультразвуковые (акустические)
  • Оптические (лазерные допплеровские)

Наиболее распространенными являются вращательные анемометры, отличающиеся типом принимающего устройства (чашка или крыльчатка).

В чашечных анемометрах чувствительным элементом является крестовина с четырьмя металлическими чашками полусферической формы, закрепленными на оси. Если это устройство попадает в поток, то давление воздуха на внутреннюю поверхность чашки превышает давление на ее внешнюю поверхность, вследствие чего возникает вращение лопасти. Ось лопасти присоединена к измерительному механизму, который подсчитывает количество оборотов за определенный промежуток времени. Таким образом, чашечные анемометры проводят измерение скорости потока в плоскости, перпендикулярной к оси вращения чашек, мгновенную или усредненную в некотором промежутке времени. Чашечные анемометры в основном используются в метеорологии для измерений на открытых участках, поскольку характеризуются определенной устойчивостью к турбулентным потокам. Диапазон измерения чашечных анемометров составляет от 1 до 50 м/с.

Крыльчатные анемометры используют для измерения скоростей потоков в трубах, вентиляционных шахтах и каналах, в системах кондиционирования, то есть в случаях, когда имеем дело с постоянным направлением движения потока. Эти анемометры более чувствительны и способны измерять скорости от 0,1 м/с. Принимающее устройство сделано в виде крыльчатки, которая приводится в движение потоком газа. Крыльчатка прикреплена к трубчатой ​​оси, которая в свою очередь присоединена к механизму подсчета оборотов за определенный промежуток времени. В простых моделях крыльчатка жестко присоединена к измерительному блоку, в более дорогих - с помощью гибкого соединения для измерений в труднодоступных местах.

Менее распространены, однако очень высокоточные тепловые анемометри. В основном, они используются для измерения скоростей медленных потоков, характеризуются низкой инерционностью, однако требуют постоянного калибровки. Принцип работы теплового анемометра заключается в измерении температуры пластины или нити накаливания, на которую дует ветер. В зависимости от скорости ветра, необходима различная энергия для того, чтобы поддерживать температуру нити постоянной. То есть по температуре пластины можно определить скорость ветра.

Измерение скорости потока воздуха можно проводить также путем определения давления воздуха внутри стеклянной Г-образной трубки, закрытой с одного конца. Она называется трубкой Пито, по имени ее изобретателя. Скорость движения воздуха вычисляется путем сравнения избыточного давления воздуха внутри трубки и снаружи. Применяется для определения относительной скорости и объемного расхода в газоходах и вентиляционных системах. Это так называемые динамометрические анемометры.

Принцип работы ультразвукового анемометра основывается на измерении скорости звука между передатчиком и приемником в зависимости от скорости ветра. Это высокоточные современные анемометры, предназначены также для измерений направления ветра. Различают двухмерные и трехмерные ультразвуковые анемометры. Двухмерный анемометр может измерять скорость и направление только горизонтальных потоков воздуха. Трехмерный анемометр способен проводить измерения трех компонент направления движения потока. Кроме того, ультразвуковой анемометр может измерять еще и температуру воздуха ультразвуковым методом.

Инженеры Aerospace и физики часто используют лазерные доплеровские анемометры. Этот тип анемометров работает по принципу зависимости частоты света отраженного или рассеянного подвижным объектом (эффект Доплера), от скорости этого объекта. Это метод бесконтактного измерения скорости потока газообразных, жидких и твердых сред, содержащих светорассеивающие неоднородности, т.е. скорость измеряется без возмущения потока. Круг задач очень широкий, от измерений медленных направленных движений в капиллярах и живых клетках, до дистанционных измерений турбулентной скорости потоков газа в сверхзвуковых трубах и скорости ветра в атмосфере. Величины скоростей могут иметь значение от мкм/с до км/с. Лазерные анемометры помогают рассчитать скорость ветра вокруг автомобилей, самолетов и космических аппаратов. Такие исследования дают возможность инженерам сделать транспортные средства более аэродинамическими.

Сравнительные характеристики анемометров

Простейшая модель анемометра TM-740 оснащена шестилопастной крыльчаткой диаметром 30 мм, которая жестко соединена с измерительным блоком. Предназначена для измерения скорости потока воздуха в диапазоне 0,4-25 м/с. (Другие единицы измерения: км/ч, миль/ч, узлы, фут/мин). Разрешение на уровне 0,1 м/с и погрешность ±2 % позволяет проводить достаточно прецизионные измерения, а набор дополнительных функций, таких как удержание данных, расчет максимального, минимального и усредненного значения, автоматическое отключения, делают процесс использования прибора более комфортным. Кроме того, есть возможность измерения температуры в диапазоне -20~50 ºC (-4~122 ºF.)

Анемометры ET-935 и TA-1100 можно отнести к среднему классу по параметрам цена-качество. Они оснащены крыльчаткой на гибком шнуре, что открывает более широкие возможности для измерений в труднодоступных местах, таких как вентиляционные шахты, воздуховоды и т.д. Диапазон измерения скорости потока таких термоанемометров от десятых м/с до 30 м/с, что позволяет работать в различных условиях. Присутствуют и дополнительные возможности, такие как удержание данных и расчет максимального значения в модели TA-1100, расчет среднего значения в модели ET-935, а также индикация низкого заряда батареи и автовыключение. Другие единицы измерения км/ч, миль/ч, морские мили/ч, фут/мин. Эти модели термоанемометров оснащены датчиком с диапазоном измерения температуры от -10 до 60ºС (для ET-935 от -20 до 60ºС).

К высококлассным моделям отнесем термоанемометр HD 2303.0 от одного из ведущих производителей контрольно-измерительных приборов DELTA OHM, Италия.

Этот термоанемометр предназначен для измерения скорости воздушного потока, расхода и температуры воздуха внутри трубопроводов и вентиляционных отверстий и шахт. Целый ряд крыльчаток разного диаметра, которые совместимы с измерительным блоком, обеспечат прецизионный результат в различных условиях и для различных сред. Температура измеряется зондами погружения, проникновения или контакта. Температурный диапазон эксплуатации термоанемометра от -5 до +50 ºC, корпус имеет степень защиты от влаги и пыли IP-67.

Отдельно следует отметить мультифункциональные анемометры, которые вместе с собственно анемометром, сочетают в себе другие функциональные возможности. Например, модель ET-965 представляет собой уникальный прибор (5 в 1), специально созданный для комплексного экологического контроля состояния среды в закрытых помещениях. Позволяет измерять такие параметры как: освещенность (люксметр), температура (термометр), скорость воздуха (анемометр), относительная влажность воздуха (гигрометр), шум (шумомер). Характеризуется высокой точностью и разрешением для всех измерительных параметров, имеет дополнительные функции расчета максимума/минимума, индикация о низком заряде и превышение измерительного диапазона. Предназначен для применения в учебных заведениях, офисных помещениях, складских помещениях, торговых залах и т.д.

Анемометры AZ-96792 и AZ-8919 (AZ Instrument, Тайвань) также являются мультифункциональными. Они просты и удобны в пользовании, обеспечивают высокоточные результаты измерений, имеют ряд дополнительных возможностей для удобства пользователя, все это в сочетании с умеренной ценой для приборов такого класса.

Модель AZ-96792 оснащена телескопическим зондом с крыльчаткой 18 мм для измерения скорости потока воздуха в труднодоступных местах, работает в ручном и автоматическом режиме, обеспечивает измерение / запись следующих параметров: скорость движения воздуха, объемный расход воздуха, влажность, температура, точка росы и температура мокрого термометра. Этот анемометр фактически является портативной метеостанцией! Есть возможность подключения до ПК для сохранения и последующего анализа полученных результатов измерений

Анемометр-анализатор может контролировать уровень углекислого газа в воздухе, для чего дополнительно оборудован высокоточным недисперсионным инфракрасным датчиком (NDIR). Зонд крыльчатого типа диаметром 10 см и конус для забора воздушного потока позволяют измерять скорость потока в пределах от 0,2 до 30 м/с. Измеряет также объемный расход воздуха, влажность, температуру, точку росы, температуру мокрого термометра. Имеет функции максимального и минимального значения, неограниченное количество точек для расчета среднего значения, подсветку.

Как определить объемный расход потока воздуха, зная его линейную скорость

В процессе измерения часто возникает потребность рассчитать объемный расход воздуха, зная его линейную скорость. Сделать это на самом деле очень просто. Для этого необходимо лишь измерить поперечное сечение отверстия, через которое протекает поток (воздуха, любого другого газа или жидкости). Далее воспользуемся формулой:

Q = V * Sгде Q – объемный расход в м3/с,V –скорость потока в сечении в м/с (измеряем с помощью анемометра),S – площадь поперечного сечения отверстия в м2 (измеряем рулеткой).

Как выбрать анемометр

Для оптимального выбора измерительного прибора, прежде всего определитесь, в каком диапазоне скоростей Вам необходимо работать, проанализируйте технические требования к точности и разрешению. Это является определяющим при выборе типа анемометра (тепловой, крыльчатый, оптический и т.д.)

Подбирайте размер крыльчатки в зависимости от того, где именно Вам нужно проводить измерения. Например, для измерений непосредственно на вентиляционных решетках подойдут анемометры с большим диаметром крыльчатки (6-10 см). В таком случае размеры лопастей соразмерны с диаметром вентиляционных каналов. Тогда как для измерений непосредственно в вентиляционном канале лучше использовать крыльчатки с меньшим диаметром (1,5-2,5 см). Для измерений потоков газов высокой температуры нужно использовать термостойкие крыльчатки.

Обратите внимание на способ визуализации полученных результатов и форму их подачи. Современные анемометры как правило оснащены для этого ЖК экраном. Измерение скорости потока для удобства может проводиться в различных единицах (миль/ч, км/ч, футы/мин, м/с, узлы и т.д.). Более дорогие модели имеют возможности подключения к ПК с целью обработки результатов, построения графиков и последующего анализа.

Проанализируйте необходимость присутствия дополнительных возможностей и функций. Например, гигро- и термоанемометры включают возможности термоанемометра и датчика влажности и обеспечивают пользователя полной метеорологической информацией. Возможности расчета максимального, минимального и усредненного значений упрощают статистический анализ, автоматическое отключение экономит заряд батареи, подсветка позволяет работать в условиях ограниченной освещенности.

Если Вам все же трудно определиться с моделью, обратитесь за консультацией к специалистам Маркета измерительных приборов SIMVOLT.

Таким образом, анемометры и термоанемометры нашли широкое применение везде, где есть необходимость измерения скорости потоков. Такие приборы устанавливаются в жилых и производственных помещениях, оборудованных системами вентиляции, отопления и кондиционирования для контроля работы этих систем, в вытяжных шкафах, в научно-исследовательских лабораториях, в горном деле для контроля воздушного режима шахты или карьера, на строительстве, при разработке противопожарных систем, и для других нужд.

Литература:

Гнатюк Елена, к.ф.-м. наук,

научный консультант SIMVOLT

simvolt.ua


Смотрите также