Anemometr

Anemometr to urządzenie służące do pomiaru prędkości przepływu powietrza. Jednak termin anemometr jest używany nie tylko w odniesieniu do urządzeń do pomiaru prędkości wiatru. Za pomocą miernika jakim jest anemometr można mierzyć również np. przepływy gazów technicznych. Czasami nazwa anemometr używana jest także dla urządzenia służącego do pomiaru natężenia przepływu cieczy.

Anemometr jest obecnie dostępny w wielu różnych wersjach i konfiguracjach. Poniższy tekst podsumowuje podstawowe informacje, które mogą ułatwić wybór przy zakupie urządzenia typu anemometr. Jeśli żaden standardowy anemometr nie może nie spełnia wymogów, wielu producentów oferuje również indywidualne adaptacje.

Anemometr to urządzenia oferowane jako kompletny system pomiarowy, tj. jako czujnik z jednostką oceniającą i wyświetlającą lub jako czujnik z interfejsami do oddzielnych urządzeń oceniających, takich jak rejestratory danych, jednostki alarmowe, wyświetlacze lub urządzenia przełączające. Dlatego tak istotne jest określenie przeznaczenia i wymagań jakie musi spełniać zakupiony przez nas anemometr.

Anemometr - zakres pomiaru i kierunek przepływu
Ze względu na konstrukcję większość spośród dostępnych urządzeń typu anemometr nie nadaje się do pomiaru wszystkich prędkości. Prędkości przepływu, które są zbyt wysokie lub zbyt niskie, nie mogą być wtedy rejestrowane przez anemometr. Ponadto przy dokonywaniu wyboru miernika typu anemometr należy koniecznie rozważyć, czy ma być rejestrowany jeden, czy więcej kierunków przepływu np. do pomiarów na kanałach wentylacyjnych i do wykrywania nieszczelności zwykle wystarcza anemometr, który może mierzyć tylko jeden kierunek przepływu. Jednak do pomiaru prędkości wiatru ważne jest, aby anemometr działał dla wszystkich kierunków wiatru.

Anemometr - jednostki miary
Na całym świecie przyjęto różne jednostki miary prędkości przepływu. Można je przeliczyć za pomocą współczynników. Wygodniej jest, jeśli anemometr natychmiast wyświetla zmierzoną wartość w wymaganej jednostce dlatego też wiele spośród dostępnych mierników typu anemometr umożliwia wybór różnych jednostek pomiarowych. Anemometry, które obliczają przepływ objętościowy, powinny również natychmiast wyświetlać jednostkę miary objętości na jednostkę czasu.

Anemometr - opcja wyświetlania
Anemometr cyfrowy przenośny zwykle pokazuje bezpośrednio zmierzoną wartość na wyświetlaczu urządzenia. Anemometr stacjonarny jest często montowany w taki sposób, że wyniki pomiarów wykonanych urządzeniem typu anemometr stacjonarny są przesyłane kablem lub drogą radiową do innych urządzeń wyświetlających lub oceniających i tam wyświetlane.

Anemometr - pamięć i interfejsy
Jeśli wymagany jest anemometr z pamięcią, ważny jest nie tylko rozmiar pamięci i częstotliwość pamięci. Należy również zwrócić uwagę na format i sposób przechowywania dodatkowych informacji oraz sposób odczytywania danych jaki oferuje anemometr.
Anemometry mogą być wyposażone w interfejsy do zasilania, transmisji danych i sygnałów. Na przykład anemometr w systemach ostrzegania przed wiatrem często ma złącza do optycznych lub akustycznych urządzeń alarmowych. Alarm jest wyzwalany tylko wtedy, gdy wartość zmierzona przez urządzenie typu anemometr przekroczy ustawioną wartość graniczną.

Anemometr – urządzenie stacjonarne czy mobilne
Anemometr może być przeznaczony do użytku stacjonarnego lub mobilnego. Główne różnice dotyczą działania, rodzaju zasilania i interfejsów. Anemometr zainstalowany na stałe jest zwykle używany do pomiarów ciągłych i anemometr ten stale przechowuje lub przesyła dane pomiarowe. Z kolei anemometr mobilny jest często wykorzystywany do pojedynczych pomiarów lub do doraźnej kontroli warunków przepływu.

Anemometr - warunki w punkcie pomiarowym
Należy wziąć pod uwagę nie tylko prędkość i kierunek przepływu, ale także dostępność punktu kontrolnego i zawartość cząstek stałych w powietrzu. W zależności od konstrukcji i zasady działania, niektóre spośród urządzeń typu anemometr są szczególnie odpowiednie do określonych warunków pracy.

Anemometr - pomiar temperatury
Dzięki dodatkowym czujnikom anemometr może również określać temperaturę przepływającego medium. Anemometr z czujnikiem temperatury dostarcza przydatnych dodatkowych informacji, których nie trzeba mierzyć osobno. Anemometr z taka funkcją znajduje zastosowanie np. w technice wentylacji i klimatyzacji, ale także przy szukaniu nieszczelności.

Anemometr - funkcje obliczeniowe
W przypadku anemometru z obliczaniem objętości przepływ objętościowy można wyświetlić bezpośrednio na wyświetlaczu po wprowadzeniu pola przekroju. Dla uzyskania dokładnych wyników przepływu objętościowego w rurociągach konieczne jest jednak sprawdzenie, czy zapisane w anemometrze wzory odpowiadają rzeczywistym warunkom przepływu.

Anemometr z krzyżakiem łopatkowym lub kubkowym
Anemometr, w którym koło jest obracane przez ruch powietrza, należy do najstarszych anemometrów. Im silniejszy przepływ, tym szybciej obraca się koło. Anemometry te dzielą się ze względu na konstrukcję na: anemometr łopatkowy i kubkowy.

Podobnie jak turbina wiatrowa lub śmigło, wirnik urządzenia jakim jest anemometr ma kilka łopatek rozmieszczonych wokół osi obrotu. Aby wirnik mógł być poruszany przez wiatr, oś obrotu musi być obrócona w kierunku przepływu.Anemometr wiatraczkowy mierzy maksymalną prędkość tylko wtedy, gdy jest prawidłowo ustawiony. Właściwy pomiar odbywa się wtedy poprzez zliczanie obrotów. W zależności od modelu urządzenia typu anemometr łopatkowy obroty są rejestrowane przez czujnik Halla lub czujnik optyczny, który skanuje odblaskowy znak przymocowany do wirnika.

Koło skorupowe nie ma nachylonych powierzchni skrzydeł, ale skorupy rozmieszczone wokół osi obrotu. Oś obrotu tego anemometru jest ustawiona w taki sposób, że może rejestrować wszystkie kierunki wiatru. Dlatego ten typ urządzenia jakim jest anemometr mierzy niezależnie od kierunku. Jest często używany jako stacjonarny anemometr na budynkach, dźwigach, statkach, lotniskach i turbinach wiatrowych do pomiaru wiatru.

Anemometr obrotowy umożliwia postrzeganie prądów wiatru nawet bez wyświetlacza. Jednak ze względu na bezwładność obracających się części nie działają one przy bardzo niskich prędkościach i gwałtownych zmianach.

Anemometr termiczny
Anemometr termiczny jest często używany przy małych prędkościach wiatru. W anemometrze termicznym, znanym również pod nazwą anemometr z gorącym drutem, opór elektryczny jest podgrzewany za pomocą określonego prądu i stałego napięcia. Jeśli wiatr przepływa przez czujnik anemometru, opór ten ochładza się. Im szybszy wiatr, tym silniejsze ochłodzenie. Prędkość przepływu można obliczyć, mierząc parametry elektryczne. W przypadku urządzenia jakim jest anemometr termiczny temperatura jest często mierzona bezpośrednio za pomocą oddzielnego czujnika.

Anemometr termiczny często służy do wykonywania pomiarów ciągu lub do pomiaru prędkości przepływu w kanałach. Pomiar za pomocą anemometru termicznego jest często pomiarem dla przepływów ukierunkowanych.

Anemometr z rurką statyczną
Anemometr z rurką Pitota lub anemometr ciśnienia dynamicznego określa natężenie przepływu na podstawie różnicy między dwoma ciśnieniami. Anemometr wykorzystuje specjalną dynamiczną sondę ciśnieniową do pomiaru ciśnienia otoczenia w kanale oraz ciśnienia napływającego do sondy. Różnica między dwoma ciśnieniami daje natężenie przepływu. Anemometr z rurką Pitota jest często używany przy bardzo dużych prędkościach przepływu. Te anemometry są znane z wyścigów lub konstrukcji samolotów.

Oto przegląd urządzeń typu anemometr odpowiednich do określonych zastosowań. Jeśli żaden anemometr ze standardowego asortymentu nie może być użyty możliwe są regulacje specyficzne dla konkretnego klienta.

Pomiary prędkości przepływu wymagają ustawienia wielu urządzeń typu anemometr względem przepływu. Jeśli czujnik będzie trzymany w przepływie powietrza w niewłaściwy sposób, nastąpią błędne pomiary lub nawet zniszczenie czujnika, ponieważ niektóre wirniki mają z góry określony kierunek obrotów. Dlatego wiele spośród dostępnych urządzeń typu anemometr ma przymocowane strzałki kierunkowe.

W przypadku urządzenia typu anemometr z termiczną zasadą działania należy upewnić się, że cienka chorągiewka pomiarowa jest łatwo niszczona przez uderzające cząstki. Dlatego te typy nie powinny być stosowane tam, gdzie spodziewane jest wysokie obciążenie cząstkami stałymi. Zamiast tego można zastosować anemometry mechaniczne lub, od minimalnego natężenia przepływu 5 m/s, anemometry z rurkami Pitota. Anemometr z rurką Pitota jest bardzo dokładny, wyjątkowo wytrzymały i obejmuje szeroki zakres prędkości. Anemometry z funkcją uśredniania umożliwiają przemierzenie całego przekroju przepływu w sposób eliptyczny w celu pomiaru odpowiednich wartości średnich.

Domyślnie dla raportów pogodowych prędkość wiatru jest mierzona na wysokości 10 m. Eliminuje to lokalnie znacznie zmienne wpływy blisko gruntu. W przypadku określonych zastosowań sensowne lub wręcz konieczne jest odejście od tej standardowej wysokości dla pomiarów zewnętrznych.