Выбор и использование анемометра для вентиляции

С особым вниманием следует обращаться к источникам питания анемометров, своевременно подзаряжая или заменяя их. Естественно, ронять аппарат не рекомендуется, так как это может привести к его поломке или неправильным измерениям.

Какие бывают анемометры и какой выбрать Статья

Анемометр — это специализированный прибор, предназначенный для измерения скорости перемещения различных газов, включая воздух. Его также часто называют ветромером, потому что основным его предназначением является измерение скорости ветра, для чего он был изначально разработан. Тем не менее, анемометр не ограничивается только метеорологическими задачами; он активно используется в других областях, таких как системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Это не тот прибор, который вы будете использовать в повседневной жизни, за исключением случаев, когда он входит в состав домашней метеостанции. Однако на множествах производств и в офисах они играют важную роль при мониторинге работы вентиляционных систем и кондиционеров. В данной статье мы подробно обсудим различные виды анемометров, сравним их особенности и подскажем, как выбрать подходящий. На заметку, также существуют устройства, именуемые измерителями расхода воздуха, которые фактически являются анемометрами с определенными функциями.

На сегодняшний день существует множество различных типов анемометров, среди которых можно встретить как современные экземпляры, возникшие совсем недавно, так и устройства, эксплуатируемые на протяжении сотен лет. Интересно, что даже в самых компактных и легких моделях с цифровыми дисплеями принцип измерения скорости воздуха может основываться на старинных методах. Мы подробно рассмотрим все виды анемометров, используемые в современном мире.

Крыльчатый

Крыльчатые анемометры представляют собой устройства, в которых имеется вращающееся колесо, называемое крыльчаткой; оно защищено металлическим кольцом, чтобы избежать случайных повреждений. Фактически, это можно смело назвать мини-вентилятором или мельницей. При воздействии воздуха на лопасти колеса, оно начинает вращаться, и полученное усилие передается на преобразователь, который выводит информацию о скорости. Преобразователь может быть либо механическим, либо электрическим; в случае с электрическим преобразователем, обычно это современное устройство с цифровым экраном. Если же анемометр полностью механический, то он будет автономным, тогда как для работы цифрового дисплея требуется электрическая батарея. Крыльчатые анемометры отличаются высокой надежностью.

Не стоит полагать, что такие устройства всегда большие; среди них вы найдете и малогабаритные легкие модели. Точность измерений у них высока — примерно 0,1 метра в секунду, но для достижения этой точности необходимо правильное использование устройства, следуя инструкции. Крыльчатые анемометры весьма распространены, и среди них можно встретить как ручные переносные модели, так и те, которые интегрируются в системы вентиляции и другие системы. Последние способны передавать данные измерений на удаленные устройства. Основная особенность анемометров данного типа заключается в необходимости точного направления их по ходу воздушного потока; в противном случае вы получите неверные данные. Некоторые могут считать это недостатком, но это спорный вопрос, так как на открытой местности обычно легко определить, откуда дует ветер.

Чашечный

Чашечные анемометры являются одним из самых древних типов измерительных приборов. Конструкция устройства состоит из четырех полусфер (чашек), расположенных на спицах, которые, в свою очередь, монтируются на вертикальном роторе. Принцип работы данного прибора прост: попадая в поток воздуха, давление заставляет чаши вращаться, что приводит к вращению ротора. Скорость ветра рассчитывается по количеству оборотов роторного механизма за единицу времени: чем больше оборотов, тем сильнее ветер. Современные усовершенствованные модели могут не только определять скорость, но и направление ветра. Вращение ротора передается либо механическому счетчику, либо на тахогенератор, который отправляет сигнал на вольтметр. Последние представляют собой более современные устройства, их преимущество заключается в моментальной и автоматической передаче данных, без необходимости каких-либо дополнительных расчетов.

Параметры анемометров

Теперь, когда мы рассмотрели основные виды анемометров, важно обсудить параметры, на которые стоит обратить внимание при выборе данного прибора. Их не так много, и потому стоит внимательно изучить каждый из них. Сначала необходимо определиться с типом анемометра, а затем выбирать конкретные характеристики, исходя из поставленных задач.

Первый параметр — диапазон измерения, который указывает на скорость воздушного потока (ветра), которую прибор способен измерять. Например, для обычных кондиционеров достаточно максимальной скорости в десять метров в секунду, тогда как на промышленных вентиляционных системах может потребоваться диапазон в 15-20 м/с. В метеорологических станциях требуется значительно больший диапазон, поэтому здесь важно исходить из конкретных требований.

Следующий важный показатель — точность измерений, которая отражает уровень погрешности. Если не учитывать анемометры высокой точности, используемые в лабораторных условиях или аэродинамических трубах для серьезных испытаний, то данный параметр обычно варьируется от 1,5-2 до 5-6%. Опять же, важно учитывать сферу применения: в одних ситуациях допустимая погрешность 5% может быть незначительной, а в других потребуется более высокая точность. На производственных предприятиях чаще всего устанавливают анемометры с высокой точностью, так как это необходимо для надлежащего контроля и управления системами вентиляции.

Многие анемометры также имеют функцию измерения температуры воздуха, что актуально не только для тех типов приборов, где это необходимо для точного измерения скорости ветра. Здесь важно обратить внимание и на температурный диапазон, если это имеет значение для вашей работы. Некоторые приборы могут функционировать в широком диапазоне температур — от -20 до +50 градусов Цельсия. Это также относится и к условиям эксплуатации, так как некоторые модели не могут работать в условиях холодного воздуха.

Это основные параметры, которые стоит учитывать, но существуют и дополнительные. Например, современные устройства могут обладать функцией памяти, позволяя записывать показания. Различные методы вывода информации также могут отличаться, однако, если говорить о компактных и переносных приборах, чаще всего используется жидкокристаллический дисплей. Обратите внимание на тип питания: некоторые анемометры работают на батарейках, а другие на аккумуляторах. Защита от пыли и влаги не всегда необходима, но если анемометр будет находиться в среде с загрязненным воздухом, стоит выбирать модели с высокими показателями защиты.

В целом, это все параметры, которые следует учитывать при выборе анемометра, если его требуется приобретать отдельно. Несмотря на то что это довольно специфическое устройство с узкой сферой применения, существует множество моделей с разнообразными функциями для различных видов деятельности. Поэтому, зная, какие задачи необходимо решать, подобрать подходящий анемометр будет не так уж и сложно.

Что это такое?

Анемометры по своей сути предназначены для регистрации скорости движения потоков воздуха и других газов. Такую технику активно используют метеорологи, инженеры, анализирующие работу производственных систем, а также яхтсмены. Однако анемометры также применяют и в системах вентиляции.

Разработаны даже специальные приборы для измерения тяги, которые выполняют свои функции максимально эффективно. С их помощью можно оценить, насколько хорошо вентилирующая система обеспечивает помещение воздухом.

Виды

Самые простые анемометры позволяют оценить скорость движения воздушных потоков. На основе таких замеров можно оценить и расход воздуха, хотя этот процесс осуществляется лишь косвенными методами. Наиболее продвинутым решением оказывается вентиляционный анемометр с контролем расхода воздуха. Он действует в связке со специальной воронкой, позволяющей точно определять объемный расход воздушных масс на каждой решетке и каждом диффузоре. Преимущество такого подхода в том, что можно провести единственное измерение, не прибегая к множественным замерам и последующим вычислениям — это существенно экономит время.

Проблема заключается в том, что воронка должна полностью перекрывать решетку или диффузор. Поэтому необходимо точное соответствие по геометрической форме и размерам. Каждая воронка, используемая с анемометром, должна принадлежать одному и тому же производителю. Важным аспектом является и техническое исполнение прибора. Самые современные устройства представляют собой блоки из множества частей, к которым подключаются различные зонды.

Некоторые из таких приборов способны оценивать даже температуру и влажность воздуха. Классикой в данном сегменте считается крыльчатый анемометр. Его основной рабочий элемент — это колесо, вращающееся в ответ на поток воздуха. Оценка интенсивности движения осуществляется по индикации на счетном механизме (чаще всего это обычные стрелочные индикаторы). Ручные крыльчатые анемометры эффективно замеряют скорость потоков в трубах и коробах, в различных воздуховодах.

Также встречаются термоанемометры. Их принцип работы основан на известном физическом явлении: нагретый объект теряет тепло тем быстрее, чем активнее его обдувает воздух. Подогрев тонкой металлической нити осуществляется электричеством, как в старых лампах накаливания. Проволока соединяется с электронной схемой, которая и производит замер.

В различных схемах применяются либо стабилизация тока, либо стабилизация напряжения. В некоторых случаях проволоку термостатируют для увеличения точности измерений.

Какие бывают анемометры?

В зависимости от механизма действия, устройства делятся на следующие классы:

• вращающиеся;
• термические;
• акустические;
• лазерные.

Различия между этими приборами заключаются в технологии измерения скорости воздушных потоков.

1. Представители вращающейся группы делятся на:
   • чашечные — это старинные механические устройства, которые даже сегодня не утратили своей актуальности. Они имеют лопасти с полусферическими лепестками, напоминающими чаши. Этот прибор позволяет измерять скорость потоков с минимальным уровнем неточности, поскольку он не требует установки лопастей по направлению ветра; движение должно происходить в область полусферических лепестков, но не в зону обтекаемого дна.
   • Принцип работы основан на подсчете оборотов лопастей. Число оборотов необходимо скорректировать с помощью коэффициента, который зависит от числа и площади поверхности чашек. Этот коэффициент варьируется от 2 до 3. При использовании механических моделей требуется производить замеры в течение конкретного период времени; электронные устройства быстро определяют текущие порывы, основываясь на нескольких поворотах.
   • По большей части аппараты этого типа реагируют на порывистый ветер со скоростью выше одного метра в секунду. К тому же классической модели с такой конструкцией невозможно определить направление движения воздушных масс.
   • с крыльчатой конструкцией — такие анемометры похожи по функциональности на предыдущий тип, но имеют меньшие размеры и способны измерять потоковые параметры при скорости выше 0,1 м/с. Их лопасти вращаются под воздействием ветра или движущихся газов, что напоминает работу пропеллеров вентиляторов или летательных аппаратов. Оценка скорости потока осуществляется аналогично предыдущему типу, используя числа оборотов и приборного коэффициента. Благодаря диффузору, установленному в по ходу перемещения воздушных масс, можно получить более точные результаты измерений. Часто такие модели комплектуются флюгером для определения направления ветра.
2. К термической группе относят так называемые термоанемометры, в которых предусмотрена термопара. Эти устройства позволяют фиксировать потери тепла в результате обдува. Все знают, что в одних и тех же температурных условиях, когда дует ветер, ощущение холода значительно сильнее, чем при отсутствии ветра. Тепловое оборудование имеет нить накаливания, по которой проходит электрический ток. В итоге, при сильном обдувании, степень нагревания нити изменяется, что влияет на проводимость металла. Это и является основой работы электронной схемы для определения скорости воздушного потока. Устройства этого типа часто внедряются как составные элементы других систем, к примеру, автомобильные системы контроля смеси топлива для двигателей внутреннего сгорания используют датчики, которые являются термоанемометрами.
3. Акустическая группа представлена ультразвуковыми анемометрами. Они воспроизводят ультразвуковые сигналы и определяют скорость перемещения звука, на которую воздействует поток воздуха. Результаты преобразовываются с помощью электронной схемы в скорость. Приборы этой группы часто используются для измерения скорости газовых потоков. Ультразвуковой анемометр представляет собой сложную систему, которая учитывает временные затраты на прохождение волн ультразвука между передающей и принимающей частью, а также влияние внешних факторов, таких как температура и влажность воздуха.
4. Лазерная группа включает в себя измерительные приборы нового поколения, постепенно набирающие популярность. Эти компактные устройства часто находят применение у любителей экстремальных видов спорта. Также их именуют доплеровскими анемометрами (по имени автора изобретения). Их работа основывается на принципе зависимости частоты излучаемого света от скорости перемещения источника относительно приемника. Это стало основой для создания сложного оптически-электронного измерительного комплекса — лазерного анемометра. Он действует по принципу, при котором объект движется в потоке газа или воздуха под воздействием лазерного излучения от фиксированного источника. Датчик регистрирует процесс отражения световой волны от поверхности объекта, а затем происходит вычисление разницы между излучаемыми частотами (исходная и отраженная), что позволяет определить скорость ветра и перемещения газового потока.

Как выбрать?

При выборе анемометра важно четко понимать, для каких задач он будет необходим. Основываясь на этом, следует уточнить важнейшие технические характеристики различных устройств и сравнить набор функций в модели, которая соответствует вашему бюджету. Эту информацию обычно можно найти в руководствах пользователя.

Рекомендуется обратить внимание на такие основные параметры:

• предельная погрешность — величина возможной ошибки при замерах;
• измерительный диапазон — важный параметр, который следует выбирать с учетом условий запланированных измерений;
• приборная разрешающая способность — для аналоговых моделей это цена деления, а для цифровых — максимальное количество цифр после запятой.

Изучив данные параметры, стоит ознакомиться с дополнительным функционалом.

На сайте компании «ЭКО-ИНТЕХ» вы найдете современные приборы для измерения расхода воздуха, скорости и направления ветра, а также потоков газа, которые отличаются высокой точностью и удобством использования.

Рекомендуем обратить внимание на следующие модели анемометров:

• Testo 410-1 — удобный, компактный и простой в использовании измеритель скорости потока воздуха и температуры, произведенный в Германии. Идеально подходит для контроля параметров на выходах воздуховодов.
• Testo 410-2 — помимо скорости и температуры, измеряет влажность воздуха благодаря запатентованному сенсору Testo.
• Testo 440 — многофункциональное оборудование компактных размеров с возможностью подключения до трех зондов (проводного, температурного и Bluetooth-зонда) для проведения замеров, необходимых для оценки качества воздуха и пусконаладки вентиляционных систем.
• Testo 425 — термоанемометр с функцией усреднения значений скорости потока, объема и температуры. Стационарно подключенный обогреваемый зонд и телескопическая рукоятка позволяют фиксировать текущие показания благодаря специальной функции HOLD.
• Testo 480 — портативная многофункциональная модель для анализа микроклиматических параметров, сочетающая современный дизайн и инновационные технологии. Устройство подсказывает пользователю, как правильно проводить необходимые измерения и создавать отчеты.
• Балометр Testo 420 — новейшая модель электронного оборудования. Этот измеритель поможет настроить объемный расход воздуха как на приточных, так и на вытяжных вентиляционных решетках. Он отличается легкостью, высокой точностью и удобством в эксплуатации.

Виды и принцип работы

Существует несколько видов анемометров, каждый из которых отличается конструкцией, принципом регистрации и областью применения. Выделяют: механические, тепловые, лазерные, ультразвуковые и акустические версии.

Механические

Эти устройства являются одними из самых популярных, обеспечивая высокую надежность и простоту конструкции. К механическим анемометрам относят чашечные и крыльчатые типы приборов.

Чашечные

Это классические устройства, состоящие из трех или четырех полусфер или конусов, которые устанавливаются на вращающейся оси. Эта ось соединена с регистрирующим устройством, которое преобразует вращение вала в доступный сигнал, выраженный в определенных единицах.

Принцип работы анемометра основан на оценке угловой скорости вращения вала, создаваемого потоком воздуха, попадающим на чашки устройства. Интенсивность вращения пропорциональна скорости ветра, что позволяет проводить замеры с точностью до 3%. Однако у таких устройств есть и недостатки: высокий момент трогания, большая инертность и громоздкость конструкции. Тем не менее, это компенсируется высокой надежностью и прочностью, а также способностью к измерению больших ветровых нагрузок.

Крыльчатые

Лопастные или крыльчатые конструкции также широко используются. Рабочая часть этих устройств состоит из нескольких лопастей, аналогично вентиляторам.

Принцип работы крыльчатого анемометра схож с принципом чашечного. На лопасти воздействует движущийся воздух, благодаря наклонной форме, они не только создают сопротивление, но, вращаясь, пропускают поток воздуха через себя. Вращение передается на механический или электрический преобразователь, который распознает вращение и отображает данные на приборе.

Изменяя форму и угол наклона лопастей, конструкторам удается модифицировать чувствительность устройства.

Эти модели сочетают компактность, малый момент трогания и высокую чувствительность, что позволяет им эффективно измерять неоднородные потоки. Главный недостаток заключается в необходимости точно направлять прибор по курсу воздушного потока.

Способы преобразования вращения в информацию