Что такое чашечный анемометр и как его использовать?

Люди вычисляют скорость ветра уже более века благодаря Джону Томасу Ромни Робинсону, который изобрел чашечный анемометр в 1846 году. Современные чашечные анемометры используют тот же принцип силы сопротивления для расчета скорости ветра, но их конструкция стала гораздо более сложной. Электроника взяла верх, и усовершенствованная механика позволяет им выдавать надежные результаты.

Зачем использовать чашечный анемометр, когда есть много других вариантов? Чтобы понять, почему чашечные анемометры по-прежнему имеют широкий спектр применения, мы должны подробно рассмотреть их применение, различия в различных вариантах, рабочие механизмы и требования к настройке. Чашечные анемометры дают надежные результаты, поэтому давайте начнем с того, где они наиболее подходят.

Назначение и применение: зачем измерять скорость ветра?

Целью чашечного анемометра является измерение скорости ветра. Для преобразования энергии ветра в энергию вращения вала используется конфигурация из трех или четырех чашек. Скорость вращения эквивалентна скорости ветра. Но зачем измерять скорость ветра в первую очередь? Давайте проанализируем некоторые из его применений, чтобы полностью понять назначение чашечного анемометра:

<000000>диаметры; Метеорология  и прогнозирование погоды

Прогнозирование погоды невозможно без данных о скорости ветра. Направление и скорость ветра являются основными данными для метеорологии. Чашечный анемометр может предоставлять данные в режиме реального времени и записывать их для последующего анализа.

<000000>диаметры; Ветер  Управление энергией и турбиной

Власть остается важнейшим элементом, движущим современным миром. Технологии зеленой энергетики, такие как турбины, требуют измерения скорости ветра в режиме реального времени для регулировки шага лопастей и рыскания турбины. Это обеспечивает их безопасную работу и оптимизирует максимальную эффективность выработки энергии.

<000000>диаметры; Авиация и навигация

Для взлета и посадки самолету необходим воздух. Скорость ветра может существенно влиять на его подъем и спуск. Вышки управления воздушным движением аэропорта (ATCT) внимательно следят за скоростью и направлением полета, чтобы разрешить посадку или взлет. Для контроля скорости ветра они используют чашечные анемометры.

<000000>диаметры; Промышленное применение и безопасность

Мониторинг состояния воздуха имеет решающее значение в отраслях промышленности, где имеются выбросы газов. Сброс сточных вод из дымовых труб и дымоходов должен быть направленным и смешанным, чтобы обеспечить соблюдение стандартов безопасности и охраны окружающей среды. На таких предприятиях будут установлены метеорологические вышки, которые будут контролировать скорость ветра с помощью чашечных анемометров, расположенных на разной высоте.

<000000>диаметры; Сельскохозяйственное применение

Умное земледелие становится все более популярным, и использование чашечного анемометра становится необходимым для мониторинга ветровых условий. Эти данные помогут максимально повысить эффективность опрыскивания в садах, усовершенствовать стратегии орошения на овощных фермах, обеспечить стратегическое размещение ветрозащитных полос на виноградниках и повысить эффективность опыления на ягодных фермах.

Чашечный анемометр против Другие измерители ветра: понимание различий

Хотя чашечные анемометры отлично подходят для измерения ветра, для той же цели служат и другие варианты. Однако чашечный анемометр имеет преимущества, которых нет у других. Давайте проанализируем и сравним все доступные ветроизмерители.

Как работает чашечный анемометр: наука о вращении и преобразовании сигнала

Рассмотрим более подробно механизм работы чашечного анемометра. Самые ранние конструкции предполагали физический подсчет числа оборотов для проверки скорости ветра. Дизайн значительно улучшился, приобретя современный вид. Мы обсудим новейшие разработки, которые можно изготовить с использованием пластика, нержавеющей стали или алюминия. Вот его ключевые аспекты:

●   Механизм вращения:

Механизм вращения преобразует кинетическую энергию ветра во вращательную энергию. Преобразование выполняется с использованием трех- или четырехчашечной конфигурации.

• • Аэродинамика:   Чашки имеют аэродинамическую форму и вогнутую структуру. Открытая сторона создает сопротивление, необходимое для создания силы.
  • Однонаправленное вращение:  На первый взгляд, чашки расположены таким образом, что все они испытывают сопротивление воздуха. Однако открытая сторона чашки испытывает большее сопротивление, чем вогнутый конец, заставляя ее вращаться только в одном направлении.
  • Скорость и вращение ветра: Каждый чашечный анемометр имеет разный коэффициент трения в зависимости от материала и внутренней опорной системы. Его необходимо откалибровать по скорости ветра. После калибровки скорость вращения вала прямо пропорциональна скорости ветра.

●  Сигнал  Конверсия:

Следующий шаг — преобразование вращений чашечным анемометром в сигнал. Существуют различные реализации преобразования. Давайте начнем! Датчики Холла или оптические датчики

• • Вращение к электричеству:  Существует два типа реализации: один может использовать датчики Холла, а другой — оптический датчик. Каждый из них генерирует импульс электрического сигнала. Эффект Холла использует электромагнетизм, в то время как оптический датчик использует свет для подсчета оборотов.
  • Импульс и частота: Количество раз, когда генерируется электрический импульс, и частота, с которой он появляется, являются прямым отражением скорости ветра. Однако эта зависимость может быть не прямо пропорциональной.

●   Сбор и отображение данных:

После генерации звукового сигнала необходимо собрать данные для визуализации и дальнейшей обработки. Для преобразования сигнала в читаемые и наблюдаемые значения необходимо вычислительное устройство.

• • Сигнал на дисплей:  Некоторые чашечные анемометры оснащены цифровым дисплеем, который может предоставлять информацию в режиме реального времени, преобразуя электрический сигнал в читаемый текст.
  • Регистраторы данных и интерфейсные устройства:  Чашечные анемометры можно подключать к регистраторам данных, которые обеспечивают хранение данных более года. Эти интерфейсные устройства также могут преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые данные для компьютерной обработки. Rika RK160-02 также является прекрасным примером.
  • Программное обеспечение для визуализации и анализа данных: цифровые данные с регистратора данных чашечного анемометра можно интерпретировать с помощью программного обеспечения. Они могут хранить, анализировать и создавать графические результаты для лучшей визуализации данных.

Настройка чашечного анемометра: пошаговое руководство

Теперь, когда мы знаем, как чашечный анемометр преобразует энергию ветра в графические данные, мы можем изучить метод его настройки.

●  Необходимый  Устройства и компоненты:

Для завершения настройки чашечного анемометра нам понадобятся следующие устройства и компоненты::

• • Чашечный анемометр:  Чашечный анемометр от известного бренда.
  • Монтажное оборудование:  Большинство брендов не предоставляют крепежные элементы, поэтому рассмотрите возможность использования подставки или приспособления.
  • Кабели и разъемы:  Высококачественные чашечные анемометры будут оснащены интерфейсом RS232, RS485 или USB. Купите кабель соответствующей длины, совместимой с интерфейсом.
  • Регистратор данных или интерфейсное устройство:  Иногда производители поставляют фирменные регистраторы данных и интерфейсные устройства, содержащие микропроцессор для быстрого сохранения данных и результатов. Некоторые из них также оснащены прямым цифровым выходом, который компьютер может распознать с помощью подключения R485 или USB.
  • Источник питания (если применимо):  Если система автономна и оснащена дисплеем и хранилищем данных, вам может потребоваться источник питания. В противном случае чашечный анемометр Холла вырабатывает цифровые сигналы, которые могут обнаружить компьютеры.
  • Компьютер или дисплейный блок: Наконец, вам понадобится компьютер или дисплей для интерпретации результатов.

●   Физический  Настройка для точных результатов:

Когда у вас есть все необходимые компоненты, пришло время подключить и смонтировать все устройства таким образом, чтобы получить точные результаты.

• • Расположение:  Найдите чистое и свободное место, не ограничивающее движение ветра, например, здание, дерево или другой предмет.
  • Монтаж:  Используйте соответствующие инструменты и монтажный механизм. Большинство анемометров имеют фланцевое соединение с монтажными отверстиями.
  • Управление кабелями:  Убедитесь, что кабели соответствуют условиям на объекте. Кабель должен иметь защитный экран, чтобы оставаться работоспособным в условиях солнечного света, влажности, ветра и пыли.
  • Калибровка и тестирование: Чтобы поддерживать эффективную работу вашей установки, калибруйте и тестируйте ее на фиксированной частоте.

Заключение: точное использование данных о ветре

Использование чашечного анемометра по-прежнему актуально благодаря его экономичной конструкции и надежности. Относительно простая в настройке сборка и широкое применение делают его идеальным выбором для измерения ветра. По сравнению с другими типами, чашечный анемометр обеспечивает ±2–5% (в зависимости от качества).

Чашечный анемометр может быть изготовлен из разных материалов: пластика, нержавеющей стали или алюминия. Он может быть оснащен дисплеем или интерфейсом RS232, RS485 или USB. Как пользователь, вы должны обеспечить безупречную настройку, чтобы гарантировать интерпретируемый вывод. Однако для получения наиболее точных результатов вам необходим продукт от надежного производителя. Рассмотрим Рику анемометр с чашкой ветра , которые изготавливаются из различных материалов. Они также оснащены средствами регистрации и отображения данных. Посетите сайт датчика ветра Rika!

FAQ: ответы на часто задаваемые вопросы

1)  Является ли чашечный анемометр точным для измерения скорости ветра?

Чашечные анемометры обладают высокой точностью, погрешность составляет менее 1%. Их широкомасштабное применение также свидетельствует об их надежности. Их простота и экономичность конструкции делают их осуществимыми. Однако для обеспечения стабильного выходного сигнала им необходима калибровка и техническое обслуживание.

2)  Что  каковы ограничения чашечного анемометра?

Конструкция чашечного анемометра делает его неточным при низкой скорости ветра. Аналогично, при более высоких скоростях и турбулентных условиях чашечные анемометры могут давать более низкие значения, чем в реальных условиях. Вращающиеся части делают их подверженными старению. Однако в случае метеорологического и сельскохозяйственного использования эти ограничения не представляют существенной проблемы.

3)  Как  как часто следует калибровать чашечный анемометр?

Чашечные анемометры калибруются в аэродинамических трубах или с помощью хорошо откалиброванного прибора. Производители предоставляют требования к калибровке своих датчиков. Однако проверка прибора на предмет повторной калибровки каждые 6 месяцев считается хорошей практикой. Большинство производителей указывают на необходимость повторной калибровки каждые 3–5 лет.

4)  Может  чашечный анемометр измеряет направление ветра?

Часть чашечного анемометра, состоящая из трех-четырех чашек, не может измерять направление ветра. Однако в комплект анемометра часто входит флюгер, который определяет направление ветра. Ультразвуковые анемометры могут определять направление ветра и скорость, но они дороги.

5)  Что  каковы преимущества использования чашечного анемометра?

Чашечные анемометры недороги по сравнению с другими приборами для измерения ветра. Они долговечны и просты в установке. Они способны работать с ±Точность составляет 1%, и они обеспечивают надежные результаты в течение более 3–5 лет, в зависимости от регулярного технического обслуживания и калибровки.