Анемометр, Ph-kab-210 вікі, FANDOM powered by Wikia
Анемометр(від др.-греч ἄνεμος - і μετρέω -вимірюю) - метеорологічний прилад для вимірювання швидкості вітру. Складається з чашкової (або лопатевої) вертушки, укріпленої на осі, яка з'єднана з вимірювальним механізмом. При виникненні повітряного потоку, вітер штовхає філіжанки, які починають крутитися навколо осі.
Залежно від конструкції анемометра, він або заміряє число обертів чашок навколо осі за заданий час, що дорівнює певній відстані, після чого розраховується середня швидкість вітру, відстань ділиться на час (анемометр ручний ). Або філіжанки з'єднані з електричним індукційним тахометром, що дозволяє приладу відразу показувати швидкість вітру на даний момент, без додаткових обчислень, і стежити за змінами швидкості вітру в режимі реального часу (індукційний анемометр).
Чашечний анемометр
Найпростіший тип анемометрів – це чашковий анемометр. Він був винайдений доктором Джоном Томасом Ромні Робінсоном в обсерваторії Арми, в 1846 році. Він складався із чотирьох чашок напівсферичної форми, насаджених на спиці ротора, що обертався на вертикальній осі.
Чашечний анемометр з вертикальною віссю розташований на Скаджіт Бей, штат Вашингтон. Липень-серпень, 2009.
Робінсон вважав, що для його анемометра лінійна швидкість руху чашок становить одну третину швидкості вітру незалежно від розміру чашок та довжини спиць; окремі експерименти на той час це підтверджували. Насправді це не так, т.зв. "Коефіцієнт анемометра" (зворотна величина) для найпростішої конструкції Робінсона залежить від розмірів чашок і спиць і лежить в межах від двох до трохи більше трьох.
Трьохчашковий ротор, запропонований канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 році, і наступніудосконалення форми чашок Бревортом та Джойнером у 1935-му зробили чашковий анемометр лінійним у діапазоні до 100км/год (27м/с) з похибкою близько 3%. Паттерсон виявив, що кожна чашка дає максимальний момент, що обертає, будучи повернутою на 45° до напрямку вітру (?). Тричашечний анемометр відрізняється більшим крутним моментом і швидше відпрацьовує пориви, ніж чотиричашковий.
Оригінальне вдосконалення чашкової конструкції, запропоноване австралійцем Дерек Вестон (1991), дозволяє за допомогою того ж ротора визначати не тільки швидкість, але і напрям вітру. Воно полягає в установці на одну з чашок прапорця, через який швидкість колеса змінюється протягом одного обороту (півобороту прапорець рухається за вітром, півобороту - проти). Знаючи кут цієї нерівномірності щодо "статора" метеостанції, можна визначити напрям вітру.
Лопастний анемометр
Ще один анемометр - це лопатевий. Англійською – windmill anemometer, дослівний переклад – млиновий анемометр.
З зміною напряму вітру вісь пропелера повинна орієнтуватися в цьому напрямку; для цих цілей використовуються флюгер або пристрій, що його замінює. Для вимірювання швидкості потоку, що не змінює свого напрямку, наприклад, у повітроводах шахтах та будівель, використовуються вертушки з жорстко закріпленою віссю.
Однак останнім часом все більше воліють використовувати інші конструкції без рухливих частин.
Тепловий анемометр
Датчик лабораторного теплового анемометра
Конструкція має недоліки як очевидні (крихкість), так і менш очевидні (порушення градуювання через швидке старіння гарячого дроту), але в силу дуже малої інерційності вона широко застосовується ваеродинамічних експериментах для вимірювання локальної турбулентності та пульсацій потоку Часто виготовляються самими експериментаторами.
Ультразвуковий анемометр
Тривимірний ультразвуковий анемометр GILL WindMaster
Принцип дії анемометрів ультразвукового типу – у вимірі швидкості звуку, яка змінюється залежно від напряму вітру. Розрізняють двовимірні ультразвукові анемометри, тривимірні ультразвукові анемометри та термоанемометри. Двовимірний анемометр здатний вимірювати швидкість та напрямок горизонтального вітру. Тривимірний анемометр проводить вимірювання первинних фізичних параметрів - часів проходів імпульсів, а потім перераховує їх у три компоненти напряму вітру. Термоанемометр, крім трьох компонентів напряму вітру, здатний вимірювати ще й температуру повітря ультразвуковим методом.