IMTEAM - Pomiary, regulacja, projekty - ogrzewanie wentylacja klimatyzacja

Działanie większości anemometrów mechanicznych bazuje na zamianie energii kinetycznej przepływającego płynu na ruch obrotowy wirnika przyrządu pomiarowego. Prędkość gazu określana jest poprzez zliczenie ilości obrotów wirnika, które nastąpiły w zdefiniowanym dla konkretnego miernika czasie. Powszechnie do zliczania ilości obrotów wykorzystuje się indukcyjne liczniki obrotów, kontaktrony bądź układy optyczne, co umożliwia użytkownikowi bezpośrednie odczytywanie wartości mierzonej prędkości gazu. Wśród mierników wykorzystujących ruch wirowy wyróżnić można dwa podstawowe typy:

  • anemometr skrzydełkowy
  • anemometr czaszowy
Anemometry skrzydełkowe

Anemometry skrzydełkowe jako element pomiarowy wykorzystują wirnik wykonany z cienkich łopatek, które osadzone są na łożyskowanej osi. Wszystkie części wirnika powinny się cechować jak najmniejszą masą, ponieważ ma to duży wpływ na bezwładność sondy i szerokość strefy martwej charakterystyki statycznej sondy, co warunkuje dokładność uzyskanych wyników pomiarów. Podczas prowadzenia pomiarów anemometrem skrzydełkowym należy zwracać szczególna uwagę na prawidłowe ustawienie przyrządu – oś wirnika powinna być usytuowana równolegle do kierunku przepływu płynu. W sytuacji, gdy warunek ten nie jest spełniony wyniki obarczone będą znacznym błędem, którego wartość uzależniona będzie od kąta odchylenia osi wirnika od kierunku wektora prędkości gazu. Przyrządy tego typu znajdują szerokie zastosowanie przy pomiarach prędkości w zakresie 0,2 – 20 m/s, a wymiary czujnika sondy pomiarowej wynoszą od 20 do 250 mm. Anemometry o większej średnicy wirnika odznaczają się większą precyzją, ale są jednocześnie bardziej inwazyjne i charakteryzują się gorszą rozdzielczością przestrzenną pomiaru. Dokładność pomiaru prędkości przy średnicy wirnika 80 mm wynosi ±0,25% pełnego zakresu pomiarowego, natomiast przy średnicach mniejszych 22 – 25 mm dokładność pomiaru jest znacząco mniejsza: ±0,5%.

 

Anemometry czaszowe

Anemometry czaszowe, podobnie jak mierniki skrzydełkowe, oparte są na zliczaniu obrotów wirnika wprawionego w ruch przez przepływający płyn. Konstrukcja wirnika jest jednak odmienna od wirników przyrządów skrzydełkowych – zamiast łopatek na osi osadzone są półkoliste bądź stożkowe czasze. Taka modyfikacja powoduje, że możliwe jest wykorzystanie oporu aerodynamicznego jaki powodują czasze. Konstrukcja taka pozwala wykonywać pomiary prędkości gazu niezależnie od kierunku przepływu w płaszczyźnie prostopadłej do osi wirnika. Cecha ta predysponuje mierniki tego typu do wykorzystania w pomiarach prędkości wiatru, gdzie mamy do czynienia z częstymi zmianami kierunku ruchu powietrza. Ponadto anemometry czaszowe cechują się dużą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na niekorzystne warunki atmosferyczne, co powoduję że bez przeszkód mogą być zainstalowane na zewnątrz budynków. Zastosowanie mierników czaszowych jest różnorodne, choć najczęściej kojarzone są z pomiarami meteorologicznymi oraz pomiarami prędkości wiatru podczas zawodów sportowych. Zakres pracy anemometru czaszowego wynosi od 1 do 50 m/s, a wymiary powszechnie używanych przyrządów są w zakresie 50 – 150 mm.