4. Определение скорости движения воздуха

Определение скорости движения воздуха, превышающей 1 м/c, производят с помощью анемометров.

Малые скорости движения воздуха (до 1 м/с) определяют с помощью кататермометров и электроанемометров.

В производственных помещениях допустимая скорость движения воздуха 0,5 - 1 м/с, в жилых – 0,1 - 0,3м/с.

Чашечный анемометр (рис. 6).

Прибор используют при метеорологических наблюдениях в свободной атмосфере для определения движения воздуха от 1 до 50 м/с. В верхней части его имеется четыре полых полушария, закрепленных на крестовине, которая с помощью оси контактирует посредством зубчатой передачи со счетчиком оборотов. Под влиянием давления на полушария движущегося воздуха начинает вращаться ось. Каждый оборот передается на зубчатые колеса, оси которых снабжены стрелками и выведены на поверхность коробки. Большая стрелка движется по циферблату, разделенному на 100 частей. Каждая маленькая стрелка движется по циферблату, разделенному на 10 частей, и показывает величины, в 10 раз большей предшествующей. Каждое деление циферблата первой маленькой стрелки соответствует 100, второй – 1000, третьей – 10000 и т.д.

Для включения или выключения счетчика оборотов сбоку циферблата имеется небольшая петля-рычажок.

Перед наблюдением большую стрелку устанавливают на нуле и записывают показания стрелок. Затем поворачивают прибор циферблатом к исследователю, дают чашечкам вращаться вхолостую 1-2 минуты и включают счетчик оборотов. Наблюдения производят в течение 10 минут, после чего счетчик выключают и записывают показания. Разницу в показаниях прибора делят на количество секунд работы анемометра и умножают на поправку, указанную в прилагаемом к прибору паспорте, или пересчитывают на тарировочной кривой анемометра.

Рис. 6. Чашечный анемометр

Ручной крыльчатый анемометр (рис. 7).

Прибор более чувствителен и пригоден для определения скорости движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с. В крыльчатом анемометре вместо полушарий имеются легкие алюминиевые крылья, заключенные в широкое металлическое кольцо.

Перед определением скорости движения воздуха записывают начальное показание счетчика, устанавливают анемометр в воздушном потоке и через 10-15 секунд включают одновременно механизм прибора и секундомер. Определение скорости движения воздуха в течение 1-2 минут. Среднее количество делений, приходящихся на одну секунду, находят делением разности конечного и начального показаний счетчика на время измерения в секундах.

К прибору прилагается два графика, с помощью которых определяют скорость воздушного потока в метрах в секунду.

Ручной крыльчатый анемометр не следует использовать для измерения скорости движения воздуха выше 5 м/с.

Рис. 7. Ручной крыльчатый анемометр

Анемометр цифровой переносной АП1М(рис. 8).

Предназначен для измерения средней скорости направленного воздушного потока и средней скорости ветра. Область применения – метеорология, строительство, пищевая промышленность, а также промсанитария.

Анемометр соответствует исполнению УХЛ категории 4 по ГОСТ 15150, но для работы при температуре воздуха:

- Для первичных измерительных преобразователей: от минус 10 до плюс 50 °С в диапазоне 0,3 - 5 м/с и от минус 30 до плюс 50 °С в диапазоне 1 – 20 м/с.

- Для пульта измерительного цифрового: от минус 10 до плюс 50 °С.

Относительная влажность воздуха 45-80% при температуре (25±10) °С. Время непрерывной работы анемометра при отрицательных температурах до минус 30 °С не более 1 часа.

Питание анемометра осуществляется от аккумуляторной батареи напряжением 5^-1В. Потребляемая мощность 0,1 ВА.

Анемометр состоит из пульта измерительного цифрового АП1М, первичного измерительного преобразователя АП1М1 (далее ПИП 1) и блока питания.

Технические характеристики анемометра представлены в таблице 3.

Таблица 3

Технические характеристики анемометра АП1М1

Наименование характеристики	Един. измер.	При работе
		ПИП1
Диапазон измерения средней скорости направленного воздушного потока, средней скорости воздушного потока, средней скорости ветра	м/с	0,3-5
Чувствительность, не более Основная погрешность Время измерения Время индикации	м/с м/с с с	0,2 ±(0,1+0,05V) 5 3

Примечание: V – измеряемая средняя скорость в м/с

Устройство и принцип работы. Анемометр цифровой переносной АП1М состоит из следующих составных частей: ПИП1; пульт измерительный цифровой АП1М; блок питания (рис. 8).

Рис. 8. Анемометр цифровой переносной АП1М

ПИП1 имеет крыльчатый ветроприемник, размещенный на полой оси и вращающийся на струне. Принцип работы чувствительного элемента анемометра заключается в преобразовании скорости воздушного потока, вращающегося ветроприемник, в число импульсов и индикации скорости в м/с на пульте АП1М.

На полой оси ветроприемника закреплен обтюратор – диск с прорезями, который во время вращения преобразует световой оптронной пары в импульсы прямоугольной формы с частотой, пропорциональной скорости вращения ветроприемника. Импульсы с фотодиода усиливаются микросхемой и поступают через разъем на пульт измерительный цифровой. Элементы преобразователя – транзисторы, фотодиоды, светодиоды, резисторы и микросхема расположены на унифицированной печатной плате, устанавливаемой в ПИП1.

Несущая конструкция ПИП1 состоит из защитного кольца, предохраняющего ветроприемник от механических повреждений и исключающее влияние боковых составляющих скорости воздушного потока. Ось ветроприемника входит в корпус, в котором размещены обтюратор и плата преобразователя скорости воздушного потока в прямоугольные импульсы.

Соединение ПИП1 с измерительным цифровым пультом осуществляется с помощью трехпроводного кабеля в винилхлоридной трубке через разъем. На защитном кольце имеется шпилька с резьбой для установки держателя.

Порядок работы. Измерительный цифровой пульт и первичный измерительный преобразователь ПИП2, соединить друг с другом через разъем. В случае необходимости установить первичный измерительный преобразователь на штангу, проверить равномерность вращения ветроприемника, включить пульт, через 5 с на табло должно появитьсянекоторое значение скорости воздушного потока. После этого анемометр устанавливают вертикально в измеряемом воздушном потоке. Значение скорости воздушного потока индицируется через 5 с в течение 3 с. Первый отсчет показаний анемометра производитьчерез 30 с. При скорости воздушного потока менее 5 м/с измерения производить с помощью ПИП1. Для этого необходимо отсоединить ПИП2 и присоединить ПИП1, соблюдая меры предосторожности. После этого ПИП1установить в воздушном потоке ветроприемником навстречу потоку (осью крыльчатки вдоль направления потока). Значение скорости воздушного потока инициируется через 5 с в течение 3 с.После проведения необходимого числа измерений выключить напряжение питания, разобрать анемометр и уложить его в укладочную коробку.

Термоанемометр ЭА-2М(рис. 9).

С помощью этого прибора можно определить скорость движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с, и его температуру от 10 до 60С. Принцип работы прибора основан на охлаждении движущимся воздухом полупроводникового микротермосопротивления.

Перед измерением прибор устанавливают горизонтально, присоединяют к нему датчик и подключают прибор к сети; он может работать и автономно на батареях.

Для измерения скорости движения воздуха переключатель 5 ставят в положение "А", переключатель 6 – в положение "Контроль", переключатель 2 – в положение "НП" (наружный источник питания) или "ВП" (внутренний источник питания). Вращением ручки 7 устанавливают стрелку гальванометра на максимальное деление шкалы, переключатель 6 становят в положение "Измерение". Производят отсчет показаний гальванометра и по графику определяют скорость движения воздуха.

1 – гальванометр; 2 – переключатель питания; 3 – клеммы для включения прибора в сеть; 5 – переключатель для измерения температуры или скорости воздуха; 6 – переключатель "измерение-контроль"; 7 – ручка регулировки напряжения; 8 – датчик (микротермосопротивление); 10 – защитный футляр датчика

Рис. 9. Термоанемометр ЭА-2М