Anemometer: Funktionsprinzip und die Arten von Geräten

In der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts italienischen Mathematiker LB Alberti erfand eine Vorrichtung, bei der die Luftgeschwindigkeit festgelegt ist. Das Gerät ein Anemometer genannt (griechisch Anämie - Windmeßinstrument -meryat). Der Bau der verbesserten Irish D. Robinson im Jahr 1846 Und am Ende des 20. Jahrhunderts und die Vorrichtung könnte die Richtung des Windes bestimmen.

Wo und wie Anemometer verwendet?

Im Moment wird das Gerät mit der Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung von Gasen und Flüssigkeiten gemessen. Das Instrument hat seine Anwendung in den folgenden Bereichen der menschlichen Tätigkeit gefunden:

• Wetterdienst. Wetterstationen, die komplexen physikalischen Phänomene in der Atmosphäre aufnehmen, das Wetter zu bestimmen. Einer von ihnen ist die Stärke und Richtung des Windes in der Nähe von dem Boden und in der Höhe. Basierend auf den Analysezahlen wurden prognostiziert.
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• Ground Service Flughäfen. Mit einem Anemometer, Bodendienste Flughäfen erhalten Informationen über die tatsächlichen und erwarteten Wetterbedingungen auf Flughäfen und Routen von Flugzeugen Flug (Windstärke und -richtung, Gefahr).
• Während der Bauarbeiten. Verwendet bei der Gestaltung von Lüftungs- und Klimaanlagen in verschiedenen Räumen. Geräte ausgestattet mit Türmen, Kabeln und Gantries für den Signal-Ingenieur liefert, t. To. Der starke Wind ist eine Bedrohung für diese Art von Technologie.
• In der Landwirtschaft. Moderne Anemometer bestimmen nicht nur die Stärke und Richtung des Windes. Es definiert auch die Differenz in der Temperatur, Windchill, Taupunkt und Luftfeuchtigkeit. Dies sind die wichtigsten Parameter des Bauern Arbeit zu beeinträchtigen.
• Im Energiesektor. Auf der Grundlage der Beobachtungen des „Verhaltens“ von Luft bestimmt wird Montageort, Höhe und Modellwindmühle mit Wind alternativer Verwendung. Nach der Installation der Analyse des Datensatzes Anemometer bestimmen die Effizienz der Windmühle.
• In der Bergbauindustrie. Im Bergbau ist für die Dreharbeiten Depression, Überwachung und Ermittlung des Ist-Wertes des Luftstrom in Tunneln, Minen und Lüftungsnetzen Anemometer eingesetzt.
• Sport. Sport, die eine entscheidende Rolle Windstärke und -richtung spielt: Fallschirmspringen und Segel, Hoch Tauchen, kaytserfeng, Surfen und andere.

Das allgemeine Prinzip des Anemometer

Messen der Geschwindigkeit der Luftmassen, Gase, und so weiter. D. und Transformation der empfangenen Informationen in der „bestimmten Einheit“ erfolgt in den drei Hauptteilen des Anemometers:

• Messen Teile, wobei der Luftstrom erzeugt eine „Störung“, an der physikalischen Größe ausgerichtet, die das Betriebsprinzip der Vorrichtung bestimmt (Ultraschall, Strahlungskühlung Metall, Druck, etc ...);
• transformierende Teil, der die gegebene physikalische Größe in jeder Energie umwandelt;
• Festsetzung Teil, das die Ergebnisse zeigt die von verschiedenen Zählern verwendet wird, zeigt Skalen und Zeiger.

Typen und eine Vorrichtung Anemometer

Das Design und die Funktion der Vorrichtung bestimmt die Art des Anemometers. Sie kommen in mechanischen und elektronischen.

mechanisch

Zur mechanischen Anemometer gehören:

• Cup-Gerät. Die einfachste und am häufigsten. Es stellt eine Achse, auf dem vier quere Halbkugel befestigt sind (cup). Unter Luftstrom-Druckplatten drehen sich um ihre Achse in der vertikalen Ebene. Achse, die wiederum verbunden ist trehshkalnym Zifferblatt, das zählt die Anzahl der Drehungen der Schalen über ein bestimmtes Zeitintervall. An der Tasse Kontrollkästchen können Sie die Windrichtung überprüfen.
  

  Diese Vorrichtung ermöglicht es, die Kraft des Windes von 1 bis 20 m / s zu messen. Anemometer Widerstand gegen turbulente Strömung ermöglicht seine Verwendung auf freiliegenden Oberflächen.

• Flügeleinheit. Es arbeitet ähnlich wie die Schale, sondern Achse Wind cups Rotations Schaufelrad. Mechanischer Zähler rasplozhen in der Nähe der Schaufeln, t. K. Das Flügelrad dreht parallel zur Luftströmung. Dieser Faktor schränkt die Möglichkeit, die Windstärke von 0,3 bis 5 m / s zu messen. Im Gegensatz zu den Vorrichtungen cup, Flügel- bestimmt die Richtung des Windes, seine Position zu verändern.
  

  Impeller bei der Gestaltung von Atemwegs-Systemen und Gebäuden eingesetzt. Geräte mit einer flexiblen Verbindung des Laufrads und dem mechanischen Zählwerk ist perfekt für die in engen Räumen zu arbeiten.

elektronisch

Seltenere - elektronisch - solche Geräte sind:

• Ultraschall-Anemometer (akustisch) Er misst die Stärke des Schalls, vom Sender zum Empfänger übertragen und bestimmt die Windgeschwindigkeit aus der Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit auf die Richtung der Luftmasse.
  

  Die Konstruktion eines akustischen Anemometer ist ziemlich kompliziert. Messungen kommen in zwei-, drei- oder vierdimensionalen Raum. Entlang jeder Achse sind zwei Paare von Empfangs- und Sendevorrichtungen, die Ultraschallwellen senden / empfangen. Die Rate des Durchgangs der Ultraschallwellen von dem Sender zu dem Empfänger bestimmt die Windgeschwindigkeit.

  Dimensional Ultraschallgerät zeigt die Geschwindigkeit, bei der die Luftbewegungs und in welcher Richtung. Dreidimensionales zusätzlich - Feuchtigkeit, die vier - Temperatur.

  Da das Gerät keine beweglichen Teile hat, kann es die Windgeschwindigkeit von 60 m / s beheben. Vorrichtungen dieser Art werden verwendet, um das Klima am Arbeitsplatz Industrie zu messen.

• Thermisches Anemometer (thermisch). Er erfasst den Wärmeverlust aus dem Metallfaden, dessen Temperaturkoeffizient des Widerstands hat ein „+“ Zeichen, während der Luftmassen zu bewegen.
  

  Das Funktionsprinzip ist wie folgt: Durch den Heizstrom geleitet wird, verringert sich die sich bewegenden Luftstrom die Temperatur des Filaments, und das elektronische Gerät berechnet die Geschwindigkeitsimpulsen. Thermisches Anemometer die langsame Luftströmung messen.

  Dieses Gerät ist nicht als eigenständige Einheit verwendet. Meistens ist es ein Teil eines Systems. Beispielsweise steuert vorliegendes Thermoelement in jedem Auto und das Motorkühlsystem.

• Drehmoment-Anemometer. Vergleicht man überschüssigen Innen- und Außendruck in dem T-förmigen Glasrohr (Staurohr), bestimmt die Vorrichtung, um die Geschwindigkeit der Luftbewegung. Verwendet in den Minen und Lüftungsanlagen die Durchflussmenge und Geschwindigkeit des Luftstroms zu bestimmen.
  
• Laser-Doppler-Anemometer. Dies ist ein komplexes optisch-elektronisches System, das die lineare Geschwindigkeit des Doppler-Verfahrens misst. Das Funktionsprinzip des Systems ist wie folgt: der Laserstrahl, der von der feststehenden Aufnahmeeinrichtung bestrahlt das sich bewegende Objekt. Die Anzeige-Objekt-Strahlung wird durch die Empfangsvorrichtung detektiert wird. Vergleichen der Emissionsfrequenz des bewegten Objekts und die Empfangseinrichtung. Die Werte unterscheiden sich um einen Betrag proportional zu der Geschwindigkeit des Objekts relativ zu der Empfangsvorrichtung.
  

  Wenden Sie diese Art Windkanal in der Simulation und Konstruktion von Flugzeugen, U-Boote Schiffe, Autos, Züge, und auch die Windlast und die Druckwelle auf Strukturen unterschiedlicher zu bestimmen Ziel.

In diesem Artikel wird nur ein paar Bereiche der menschlichen Tätigkeit, wo das Anemometer verwendet wird. Tatsächlich löst dieses Gerät eine Vielzahl von Aufgaben. Falls erforderlich, Anemometer verwenden, müssen Sie deutlich den Zweck der Anwendung und Bedingungen definieren.