7 критеріїв чутливості анемометра

Якщо проаналізувати перелік технічних характеристик, на підставі яких вибирають той чи інший крильчатий анемометр, то в першу чергу звертають увагу на діапазон вимірювання, а саме верхню та нижню межу швидкості вітру. Потім дивляться на точність, функціонал, розміри, ціну, торгову марку тощо.

Оскільки саме такий підхід визначає - чи підійде та чи інша модель для конкретних завдань. Простіше кажучи до підбору приходять уже з готовими цифрами - знають, що буде потрібно.

7 факторів чутливості анемометра

Але сьогодні ми поговоримо саме про нижній кордон. Чому? Та тому що саме від цієї цифри, яка зазвичай становить 0,1-0,3 м/с, залежить низка важливих моментів - не тільки вимірювальних функцій, а й якість виготовлення приладу, що в свою чергу визначає довіру до того чи іншого бренду. Якщо зроблено криво, то найменші подихи вітерця або руху потоку повітря в приміщенні виявити не вдасться.
Питання в тому, що анемометри це мабуть майже єдині пристрої, які мають елементи, що рухаються, тому практично всі параметри залежать від особливостей виготовлення та грамотної експлуатації крильчатого механізму.
Перш ніж все розглянути по пунктах, розберемо, що таке чутливість.

Може, не зовсім науково, зате зрозуміло. Адже перший крок, він найважчий... Водії знають, як складно зрушити з місця автомобіль. Не для людини (хоча якщо штовхати самому через розряджений акумулятор, можна це відчути). А для двигуна, трансмісії. Щоб подолати тертя коліс об асфальт і зрушити з місця масу в тонну вагою, а то й більше. Витрати палива є максимальними. А ось коли авто вже розігналося і включено підвищену передачу, все значно простіше.

Абсолютно така ж ситуація і з першим поворотом крильчатки анемометра. І щоб цього досягти, має збігтися кілька факторів. Причому це не пустий чи теоретичний інтерес. Від чутливості може залежати безпека та життя людей.

1. Момент инерции.

   Згадується фраза "зрушити з мертвої точки". Це саме те, про що ми говоримо. Щоб обертання почалося, необхідно докласти достатнього тиску, що створюється швидкістю вітру на лопаті. Але це перший момент. Візьмемо 2 вимірники сили вітру. В одного в паспорті стоїть нижня межа: 0,5 м/с, а в іншого – 0,7 м/с. Звідки різниця? Це залежить від наступних моментів:

   • матеріал крильчатки. Тому практично завжди вона виготовляється з легкого пластику;
   • сила тертя. Визначається якістю виробництва ділянок, що торкаються одна до одної;
   • маса лопатевого механізму. Чим більше, тим важче подолати початкову інерцію;
   • вид підшипника - ковзання або кочення. Перший варіант простіше у виготовленні та дешевше. Це фактично вісь, що обертається в шарі мастила, як ротор. Недолік - при низькій температурі, масло загусне і вітер повинен неабияк постаратися, щоб крильчатка "стартувала". Для кулькових підшипників гострота цієї проблеми значно знижена – мала площа плями контакту, як і сила тертя. Аналогія - сани з полозами або віз на колесах.
2. Дисбаланс.

   Іншими словами - перекіс чи неспіввісність. Загалом зроблено так, коли руки ростуть із... Навіть у нових вимірювачах швидкості вітру, іноді спостерігається помітне розбалансування, що відноситься насамперед до no name виробників, у яких цехи знаходяться чи не в гаражі. І за вартістю прилади в рази менші. Прецизійна точність виготовлення визначає й підсумкову вартість. Крім того, порушення при складанні різко скорочує тривалість експлуатації, оскільки відцентрові зусилля досить швидко розіб'ють вісь обертання. Звичайно вібрація не така велика, анемометр тремтіти в руках не буде, але й достовірність показань він не забезпечить.

3. Форма та нахил лопат.
   Відіграють роль геометричні особливості: висота, товщина, кут нахилу. Конструктори повинні спроектувати крильчатку таким чином, щоб повітря створювало максимальний тиск. А саме елементи конструкції загинаються особливо.
4. Кількість пелюсток.

   У побутових, портативних, кишенькових анемометрах зазвичай 6 лопатей. Але іноді буває і 8 - зазвичай у професійних.

   

5. Діаметр крильчатки.
   З одного боку, чим вище цей показник, тим більша кількість повітря пройде (збільшиться тиск на площині), але одночасно пропорційно зростають вагогабаритні величини і таку деталь складніше змусити обертатися. Як правило, тим більше діаметр, тим вище верхня межа чутливості вітроміра, тобто реакція буде більш "груба".
6. Суворе розташування.
   Щоб отримати точний результат, вітер повинен дмухати паралельно осі обертання. Це вже залежить від строго дотримання методики вимірів. До речі, для чашкових анемометрів навпаки. Вони встановлюються перпендикулярно до руху повітряного потоку.
7. Бруд.
   Якщо вимірювач швидкості повітряного потоку замовляється переважно для використання у вуличних умовах, то проблема стоїть менш гостро. А якщо має бути постійний контроль витрати повітря у відвідних повітропроводах, кухонних витяжок, промислових об'єктів, у повітрі є чимало зважених мікрочастинок пилу, сажі, інших забруднень, які поступово забивають підшипник і налипають на пелюстки. Як наслідок – тертя зростає, як і знос. Найгірше, якщо осадження нерівномірне, це призводить до порушення балансування, про що ми писали вище.