Введение

Ветер - это горизонтальное перемещение, поток воздуха параллельно земной поверхности, возникающее в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и направленное из зоны высокого давления в зону низкого давления

Ветер - характеризуется скоростью и направлением.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час.

Еще ветер характеризуют его силой, то есть давлением, оказываемым им на единицу поверхности, которую, мы рассчитаем с помощью измеренных величин скорости ветра.

В данной работе предстоит ознакомиться с проблемами измерения скорости ветра и ее преобразование в силу. Описать существующие технические средства её измерения.

Даная ИИС будет разрабатываться для мониторинга силы ветра.

Пределы измерения по скорости от 0 до 15мс.

Методы измерения силы

Сила - это всякое воздействие на данное тело, сообщающее ему ускорение или вызывающее его деформацию. Сила - это векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на тело со стороны других тел.

Сила характеризуется числовым значением, направлением в пространстве и точкой приложения.

За единицу силы в СИ принят ньютон (Н). Ньютон - это сила, которая придает массе 1 кг в направлении действия этой силы ускорение 1 м/с2.

В технических измерениях допускаются единицы силы:

· 1 кгс (килограмм-сила) = 9,81 Н;

· 1 тc (тонна-сила) = 9,81 х 103 Н.

Силу измеряют посредством динамометров, силоизмерительных машин и прессов, а также нагружением при помощи грузов и гирь.

Виды сил:

Сила инерции -- фиктивная сила, вводимая в неинерциальных системах отсчёта.

Сила упругости -- сила упругого сопротивления тела внешней нагрузке.

Сила трения -- сила сопротивления относительному перемещению контактирующих поверхностей тел.

Сила сопротивления среды -- сила, возникающая при движении твёрдого тела в жидкой или газообразной среде..

Сила нормальной реакции опоры -- упругая сила, действующая со стороны опоры и противодействующая внешней нагрузке.

Силы поверхностного натяжения -- силы, возникающие на поверхности фазового раздела. Силы Ван-дер-Ваальса -- электромагнитные межмолекулярные силы, возникающие при поляризации молекул и образовании диполей.

Приборы для измерения силы

Силу измеряют посредством динамометров, гравиметров и прессов.

Динамоммемтр - прибор для измерения силы или момента силы, состоит из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства.

Гравиметр - прибор для измерения ускорения силы тяжести. Различают два способа измерения силы тяжести: абсолютный и относительный.

Гидравлический пресс - это простейшая гидравлическая машина , предназначенная для создания больших сжимающих усилий .

Анемометр (от греческого анемос - ветер, и метрео - измерение) -- измерительный прибор, предназначенный для определения скорости ветра, а также для измерения скорости направленных воздушных и газовых потоков.

Анемометр, как измерительный прибор, состоит из трех основных частей:

§ Приемное устройство (чувствительный элемент анемометра, первичный преобразователь анемометра);

§ Вторичный преобразователь (механический, пневматический или электронный блок анемометра);

§ Отсчетное устройство (указатель стрелки, шкала, индикатор, дисплей анемометра).

По принципу действия чувствительных элементов анемометры подразделяются на группы:

§ Заторможенные или динамометрические анемометры (трубки Пито - Прандтля);

§ Вращающиеся анемометры (чашечные, винтовые, крыльчатые анемометры);

§ Поплавковые анемометры;

§ Тепловые анемометры (термоанемометры);

§ Вихревые анемометры;

§ Ультразвуковые анемометры (акустические анемометры);

§ Оптические анемометры (лазерные, доплеровские анемометры).

Скорость воздуха является весьма важным параметром состояния атмосферы и одной из главных характеристик воздушного потока, которую необходимо учитывать при проектировании, монтаже, наладке и контроле систем вентиляции и кондиционирования. В качестве основного средства измерения скорости движения воздуха применяются анемометры, различающиеся между собой как по принципу действия, так и по техническим характеристикам.

В настоящее время промышленность предлагает широкий выбор переносных и стационарных электронных анемометров всевозможных марок и модификаций как отечественных, так и зарубежных фирм-изготовителей. При чем все анемометры отечественного производства и многие анемометры зарубежного производства внесены в Государственный реестр средств измерений России.

При выборе анемометра для решения конкретных практических задач по измерению скорости воздуха необходимо учитывать множество факторов, таких как диапазон измерений анемометра, погрешность измерения скорости воздушного потока, диапазон рабочих температур, степень защиты анемометра от воздействия агрессивных факторов окружающей среды и уровень взрывозащиты, влагозащищенность и водонепроницаемость анемометра, габаритные размеры, как самого прибора, так и чувствительного элемента анемометра и т.д.

Производство анемометров в современных условиях базируется на передовых технологиях и последних научных достижениях и разработках в области приборостроения, аэрологии, микроэлектроники, физики, химии и многих других областей знания. В новейших моделях анемометров для определения скорости воздушного потока производители применяют новые типы высокоточных датчиков и чувствительных элементов. Кроме этого, разработчики часто оснащают анемометры дополнительными функциями, позволяющими кроме определения скорости воздуха измерять объемный расход, температуру, направление воздушного потока, относительную и абсолютную влажность, освещенность, содержание вредных примесей и некоторые другие параметры, например, некоторые анемометры имеют в своем арсенале даже электронный компас. Большие многофункциональные и высококонтрастные жидкокристаллические дисплеи таких анемометров изготовители снабжают подсветкой, что позволяет производить измерение скорости воздушного потока и других параметров микроклимата в условиях недостаточной освещенности.

Анемометр лопастный, электронный с ЖК дисплеем

Рис 1. Анемометр лопастный, электронный с ЖК дисплеем.

Возросшие объемы измерения скорости воздушного потока и расхода воздуха диктуют необходимость оснащения анемометров большим объемом встроенной памяти. Немаловажное значение при этом приобретает и возможность подключения анемометра к персональному компьютеру, а также наличие в комплекте поставки анемометра специального программного обеспечения, предназначенного для проведения статистической обработки результатов измерений с применением новейших научно-обоснованных методик расчета. Использование такого программно-аппаратного комплекса для измерения скорости воздушного потока существенно облегчает регистрацию и ввод измерительных данных, повышая точность и достоверность анализа больших массивов информации и оказывая положительное влияние на качество выполненных работ и общее увеличение производительности труда.

С ростом требований, предъявляемых к измерительной технике, производители анемометров постоянно работают над повышением качества измерительных приборов, используя в производстве анемометров высококачественные электронные компоненты, комплектующие, сырье и материалы. Как правило, хороший анемометр наряду с прекрасными техническими характеристиками отличают богатая комплектация, детально продуманная эргономика и профессиональный дизайн.

Анемометры, предлагаемые многими разработчиками и изготовителями современных средств измерений, существенно различаются как по назначению, конструктивным и функциональным особенностям приборов, так и по ценам. При этом в условиях рыночной экономики цена анемометра не является объективным показателем качества измерительного прибора. При сравнении модельного ряда анемометров с целью рационального выбора и покупки конкретной модели измерительного прибора правильнее руководствоваться таким интегральным показателем, как соотношение цена-качество анемометра. Данный показатель позволяет всесторонне и наиболее полно оценить технические характеристики и функциональные возможности анемометра с точки зрения оптимального вложения денежных средств и затрат на покупку, транспортировку, хранение, ремонт, техническое и метрологическое обслуживание анемометра.

Так, например, из всех анемометров, представленных на российском рынке, самый низкий показатель качество-цена имеет анемометр АПР-2 (производство -- ИГТМ НАНУ, Украина, Днепропетровск, продажа -- ООО НПФ «Экотехинвест», Россия, Москва, цена анемометра АПР-2 - 1300 $).

Анемометры находят широкое применение для измерения средней скорости воздуха в системах вентиляции и кондиционирования (воздуховодах, каналах, коробах) промышленных и гражданских зданий, тоннелях метрополитенов, выработках шахт и рудников, для укомплектования лабораторий по охране труда при аттестации рабочих мест, а также для измерения средней скорости ветра при метеорологических наблюдениях.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >