Анемометр: что это такое и как он работает?

Анемометр: что это такое и как он работает?

Термин анемометр греческого происхождения, от анемос (ветер) и метрон (мера). Авторство приписывается итальянскому архитектору Леону Баттисте Альберти (1450 г.).

Что такое анемометр?

Анемометр — это прибор для обнаружения ветра, который определяет скорость, направление и давление. Фактически, они являются важными инструментами для метеорологов на их станциях.

Чтобы оценить скорость, анемометр анализирует изменения свойств жидкости или ее влияние на механическое устройство, вводимое в контакт.

Как работает анемометр?

Наиболее распространенный анемометр имеет несколько чашек (три или четыре), прикрепленных к горизонтальным стержням. Когда дует ветер, чашки вращаются и поворачивают стержень, к которому они присоединены. Чем сильнее дует ветер, тем больше крутится ствол. Таким образом, анемометр подсчитывает количество оборотов и, следовательно, вычисляет среднюю скорость ветра в данный период.

Другие типы анемометров вычисляют скорость ветра совсем по-другому (читайте позже).

Возможно, вы слышали термин «анемометр» при описании особенно неблагоприятного погодного явления.

Задумывались ли вы, что такое анемометр и как он работает? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Для чего используется анемометр?

Ветроанемометр — это датчик для измерения скорости в определенном направлении на определенной плоскости.

Они также важны для работы физиков , которые среди своих навыков также изучают движение воздуха.

Кто использует анемометры? Пилоты, инженеры и климатологи

Скорость ветра позволяет прогнозировать изменения погодных условий, например приближающийся шторм.

Анемометр является основным инструментом для любой работы влияет погода .

Те, кто управляет дронами, самолетами или вертолетами, должны постоянно измерять скорость ветра, чтобы предотвратить несчастные случаи. Анемометры также важны на кораблях (скорость ветра определяет размер волн).

Наконец, анемометры используются на каждой метеорологической станции , на какой бы широте она ни находилась.

Анемометры в космосе

Аэрокосмические инженеры и физики используют специальные лазерные анемометры , например, в экспериментах на скорость. Фактически, лазерные анемометры способны измерять скорость ветра вокруг космического корабля. Цель состоит в том, чтобы сделать эти машины более аэродинамическими при выполнении своих задач.

НАСА планирует миссию на планету Венера с анемометром для оценки скорости ветра и оценки характеристик атмосферы в этом районе.

Разница между анемометром и флюгером

Флюгеры также показывают направление ветра, но в основном являются декоративными инструментами. Разница в том, что флюгер, в отличие от анемометра, не может дать столь точную информацию о скорости ветра.

Краткая история анемометра

Прибор анемометра очень мало изменился с момента его первой разработки в 15 веке:

• В 1450 году его спроектировал итальянский изобретатель Леон Баттиста Альберти;
• В 1846 году Джон Томас Ромни Робинсон усовершенствовал конструкцию;
• В 1926 году канадский метеоролог Джон Паттерсон сконструировал трехчашечный анемометр;
• В 1991 году Дерек Уэстон вводит возможность измерения направления ветра;
• В 1994 году Андреас Пфлич изобрел звуковой анемометр.

Типы анемометров

На рынке представлен широкий выбор типов анемометров для непосредственного измерения ветра и скорости воздуха.

Мы можем начать сразу же, сделав макро-различие между двумя группами:

1. Крыльчатые, термические и чашечные анемометры рассчитывают среднюю скорость;
2. Анемометры с термоанемометром оценивают характеристики турбулентности как поперечные измерения.

Чашечный анемометр для метеостанций

Самый простой тип анемометра - чашечный анемометр.

Он состоит из трех или четырех полусферических чашек, каждая из которых установлена на концах горизонтальных плеч, которые, в свою очередь, установлены через равные промежутки на вертикальном валу. Поток воздуха, проходящий над стаканами в горизонтальном направлении, заставляет стаканы вращаться в зависимости от скорости ветра.

Подсчитав обороты чашек за заданное время, можно оценить среднюю скорость ветра.

Трехчашечные анемометры в настоящее время используются в качестве отраслевого стандарта для исследований по оценке ветровых ресурсов, например, в датчиках, прикрепленных к блокам управления окнами .

Чашечный ветромер используется на метеостанциях и измеряет скорость в плоскости, перпендикулярной оси вращения чашек.

Горячая проволока или крыльчатый анемометр?

Иногда называемые измерителями скорости ветра или скорости воздуха, анемометры обычно классифицируются как термоанемометры или крыльчатые.

• Анемометр с горячей проволокой — лучший выбор для точного измерения расхода воздуха на очень низких скоростях (например, ниже 2000 фут/мин). Некоторые модели предназначены для измерения скоростей до 15 000 футов/мин, при этом сохраняя очень точные возможности измерения на значительно более низких скоростях. Для измерения скорости воздуха крыльчатый анемометр использует рабочее колесо;
• Крыльчатые анемометры - лучший выбор для измерения скорости ветра. Многие из них имеют выбираемые пользователем единицы измерения: футы/мин, м/с, мили в час, км/ч и узлы, что позволяет использовать их в самых разных областях. Термоанемометр представляет собой термоанемометр или крыльчатый датчик ветра, способный также измерять температуру воздуха;
• Влаготермометрические анемометры обладают характеристиками термоанемометра и датчика влажности, которые предоставляют заказчику полную информацию об окружающей среде.

Портативный крыльчатый анемометр

Вращающийся механический анемометр можно классифицировать как крыльчатый или пропеллерный. В этом типе датчика ось вращения должна быть горизонтальной, как поток ветра. На открытых пространствах ветер меняет направление и ось должна это учитывать.

Крыльчатый анемометр также доступен с различными дополнительными функциями.

Портативные термоанемометры

В термоанемометрах используется очень тонкая проволока или нагревательный элемент. Поток воздуха оказывает охлаждающее действие. Поскольку электрическое сопротивление большинства металлов зависит от температуры металла, можно получить зависимость между сопротивлением проволоки и скоростью потока.

Анемометр с горячей проволокой очень чувствителен и имеет высокую частотную характеристику и хорошее пространственное разрешение по сравнению с другими методами измерения.

Термоанемометры с анализом скорости и температуры

Термоанемометры имеют самый маленький датчик. Термодатчики способны измерять как скорость, так и температуру. Системы регистрации данных позволяют пользователю анализировать (в том числе графически) характеристики потока и данных.

Они часто используются в аэродинамических трубах для оценки печатных плат и радиаторов.