Strumento per misurare la velocità del vento (anemometro): tipi, istruzioni. Anemometro ad ala

I dispositivi meteorologici includono un dispositivo per misurare la velocità del vento, che è chiamato anemometro. Tradotto dal greco antico, la definizione significa letteralmente "vetomer". Nonostante il nome, il dispositivo è stato inventato solo nel 19 ° secolo. Fu inventato da un astronomo irlandese, John Robinson, per determinare la velocità del vento.

A cosa serve il dispositivo?

Oggi, il dispositivo anemometro può essere trovato in vari campi di attività:

• Alle stazioni di meteorologia, che lavorano per osservare il tempo.

• Negli aeroporti Sono utilizzati dal servizio di sicurezza del volo.

• Per determinare la spinta nei sistemi di ventilazione nelle industrie minerarie e di estrazione del carbone.

• Nella costruzione di anemometri vengono utilizzati per garantire la sicurezza: il dispositivo è fissato sulla parte superiore della gru a braccio. Quando la velocità del vento raggiunge oltre il parametro operativo specificato è vietata.

• In agricoltura, questo dispositivo viene utilizzato nella lavorazione di colture con agenti chimici di protezione e fertilizzanti.

Questo è un elenco delle principali aree in cui viene utilizzato il dispositivo per misurare la velocità. Alcune specie possono inoltre misurare la direzione del vento in diversi piani, temperatura dell'aria. Le unità di velocità del vento - metri al secondo - sono utilizzate in strumenti di tutti i tipi.

Dispositivo e principio di funzionamento

L'anemometro consente di misurare la velocità e la direzione del vento. Cattura la velocità del flusso d'aria, dopodiché elabora le informazioni ricevute e le trasmette al dispositivo di registrazione.

I componenti principali della struttura sono solo tre blocchi:

• Un'unità che misura direttamente la velocità del poggiatesta. Più specificamente, il dispositivo rileva il disturbo delle masse d'aria, che si forma a causa del movimento del flusso d'aria.

• Un convertitore che serve a convertire i recuperi d'aria in un parametro fisico.

• Un dispositivo di registrazione che riceve un segnale da un trasduttore.

Si forma una catena particolare, in ogni fase della quale un blocco separato svolge il suo ruolo.

Varietà di modelli

A seconda del principio di funzionamento, un dispositivo per misurare la velocità del vento è realizzato in tre versioni:

• Meccanico. A causa del movimento dell'aria in essi, si verifica la rotazione dei singoli elementi. Questa categoria include una tazza anemometro e ala (o pagaia). Differiscono nel design dell'elemento, che percepisce il flusso dell'aria.

• Riscaldamento (o calore). Il loro design include un elemento riscaldante (di solito un semplice filo incandescente). Sotto l'influenza delle masse d'aria in movimento, questo elemento si raffredda. Il dispositivo determina il grado di riduzione della temperatura.

• Ultrasonico, che misura la velocità del movimento del suono. Un suono che passa attraverso un gas in movimento ha una velocità diversa. Se si muove verso il vento, allora la sua velocità sarà inferiore. Viceversa, quando si muove nella stessa direzione con il vento, la sua velocità sarà più alta che nell'aria ferma.

classificazione

Il dispositivo per misurare la velocità del vento nella sua struttura ha un sensore che entra direttamente in contatto con il flusso d'aria. A seconda del tipo di sensore, si distinguono i seguenti tipi di anemometri:

• Rotante, in cui i singoli elementi strutturali iniziano a ruotare sotto l'influenza della velocità del vento.

• Ultrasuono, altrimenti chiamato acustico.

• Riscaldamento, sono anche chiamati termici.

• Ottici, che a loro volta sono divisi in laser e Doppler.

• Dinamica, il cui principio di funzionamento è basato sulla base del tubo di Pitot-Prandtl.

• Float.

• Vortex.

Questa è una lista di dispositivi che possono essere trovati ora.

Anemometro ad ala

Questo dispositivo è in grado di determinare la velocità del movimento dell'aria, che è nell'intervallo da 0,5 a 45 m / s. Inoltre, questo dispositivo consente di misurare una temperatura che va da meno 50 a più 100 gradi.

Il design dell'anemometro è tale che il vento viene percepito come una girante a pale. Questa è una piccola ruota di luce, che è protetta da influenze meccaniche da un anello di metallo. Il suo principio di funzionamento ricorda un ventilatore o un mulino. Sotto l'azione del vento, la girante inizia a ruotare. Per sistema ruote dentate la sua rotazione è trasmessa alle frecce del meccanismo di calcolo.

L'anemometro manuale è progettato in modo che il meccanismo di conteggio si trovi vicino alla girante. A causa di ciò, viene creata una barriera al vento, quindi il campo di lavoro è limitato. Tali strumenti possono misurare la velocità del vento, che non supera i 5 m / s. Questi dispositivi sono adatti per misurare il flusso d'aria negli alberi di ventilazione, nelle condotte, nei condotti e così via.

L'anemometro ad ala è digitale in modo tale che il sensore sia incorporato nel dispositivo o sia remoto. Grazie a questo design, non c'è barriera al vento. Pertanto, il dispositivo misura il flusso, la cui velocità può raggiungere 45 m / s.

Dispositivi a coppa

L'anemometro a tazza è in grado di misurare solo su un piano perpendicolare all'asse di rotazione. Il design del dispositivo è costituito da 4 coppe emisferiche, che sono rivestite da raggi rotori a forma di croce simmetrici.

Le prime versioni di questo dispositivo apparvero nel 1846. Il loro creatore è John Robinson. Ha preso il nome dall'aspetto delle lame con la tazza. Il medico suppose che la dimensione delle tazze non influisse sulla rotazione delle tazze. Secondo lui, la velocità di rotazione delle coppe è tre volte inferiore alla velocità del vento. Più tardi, questa teoria fu confutata. È stato dimostrato che il dispositivo ha un coefficiente compreso tra 2 e 3,5.

Nel 1926, John Patterson propose un rotore con tre tazze. Hanno notato che la coppia massima delle tazze si ottiene ruotando di 45 gradi rispetto al movimento del vento.

Nei primi anni Novanta del secolo scorso, Derek Weston perfezionò uno strumento a coppa per misurare la velocità del vento. I suoi raffinamenti hanno reso possibile misurare anche la direzione del vento. Ha raggiunto questo in un modo semplice - ha posto una bandiera su una delle tazze. Quando si ruota, la bandiera si gira nel vento e la seconda è contro.

I dispositivi portatili della tazza contano il numero di giri effettuati in un determinato periodo di tempo. Negli anemometri migliorati, il rotore è associato a tachimetri di vario tipo. Questi dispositivi sono in grado di mostrare istantaneamente la velocità del vento e il suo cambiamento in tempo reale. L'intervallo di misurazione è compreso tra 0,2 e 30 m / s.

Apparecchi termici

Il principio di funzionamento di tali anemometri è determinare la resistenza elettrica del filo. Questo valore cambia in base alla temperatura, che diminuisce a causa del flusso d'aria in movimento. Questo è simile a come una brezza raffredda la pelle in una giornata calda e soleggiata.

L'anemometro è un filamento metallico (platino, nicromo, argento, tungsteno e altri metalli), che viene riscaldato da una corrente elettrica a una temperatura superiore alla temperatura ambiente.

In dispositivi di questo tipo c'è un grosso inconveniente: bassa resistenza sotto stress meccanico.

Anemometri ultrasonici

Il principio di funzionamento di questi dispositivi si basa sulla determinazione della velocità del suono in una corrente d'aria in movimento. Questo è il motivo per cui questo anemometro è anche chiamato acustico. Quando un suono si muove nella stessa direzione con l'aria, la sua velocità aumenta. Quando si muove verso il vento, la velocità del suono diminuisce. A causa di ciò, viene misurato il tempo di ricezione dell'impulso a ultrasuoni. Il dispositivo si connette a un computer per elaborare i dati ricevuti.

Il sensore può eseguire diverse funzioni. A seconda del loro numero, ci sono diversi tipi di sensori:

• Bidimensionale, che sono in grado di determinare la velocità e la direzione del vento.

• Tridimensionale, che definisce tutte e tre le componenti del vettore di velocità del vento.

• Quadridimensionale, che oltre agli indicatori del tipo precedente può misurare la temperatura dell'aria.

I dispositivi ad ultrasuoni misurano velocità del vento fino a 60 m / s.