Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
42 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Прибор для измерения скорости ветра (анемометр): виды, инструкции

На сегодняшний день прибор анемометр можно встретить в различных отраслях деятельности:

  • На станциях метеорологии, которые работают с целью наблюдения за погодой.
  • В аэропортах. Ими пользуется служба безопасности полетов.
  • Для определения тяги в системах вентиляции в отраслях добычи горных пород и угля.
  • В строительстве анемометры используются для обеспечения безопасности: прибор закрепляют на верхней части стрелы крана. При достижении скорости ветра выше заданного параметра работы проводить запрещается.
  • В сельском хозяйстве данный прибор используется при проведении обработки посевов средствами химической защиты и удобрениями.

Это список основных направлений, где используется прибор для измерения скорости. Отдельные виды могут измерять дополнительно направление ветра в различных плоскостях, температуру воздуха. Единицы измерения скорости ветра – метры в секунду – используются в приборах всех видов.

Принцип работы прибора

Принцип работы большинства таких приборов заключается в следующем: какой-либо вращательный элемент прикреплен к измерителю. При дуновении ветра подвижная часть прибора приходит в действие и параметры воздействия на вращательный элемент передаются на измерительный прибор. Так работают механические анемометры, включающие в себя две разновидности: чашечный и крыльчатый анемометры.

Существуют также тепловой анемометр, основанный на измерении сдвигов температуры нагревательного элемента относительно начального значения под воздействием ветра (чем выше скорость воздушных масс, тем меньше температура нагревательного элемента) и ультразвуковой, основанный на измерении сдвигов в показателях скорости звука относительно направления воздушных масс (если скорость звука падает относительно его скорости в неподвижном воздухе, значит, он движется против ветра, если растет — по ветру).

Как просто определить с какой стороны дует ветер

Иногда возникает необходимость в таких знаниях. Когда нужно быстро узнать, куда дует ветер, а под рукой нет телефона с Интернетом, флюгера и т. д, можно воспользоваться этими простыми способами:

  • Палец. Его нужно каким-нибудь образом смочить и вертикально поднять. С той стороны, с которой дует ветер, вы почувствуете небольшой холодок на пальце, кроме того, с этой стороны он быстрее высохнет.
  • Пар или дым. Если недалеко идет дым или пар (жарят шашлыки, зимой дыхание, которое выделяет влагу и превращается в пар), то по его направлению и дует ветер.
  • При достаточно сильном ветре можно воспользоваться какой-нибудь легкой тканевой вещичкой, кепкой, платком, и они сработают наподобие флюгера или ветроуказателя.
  • Или можно просто посмотреть на растения или облака. Облака двигаются по направлению ветра, а растения, например листочки на деревьях, колышутся в сторону его дуновения. Находясь у водоема, можно взглянуть на направление ряби или волн.

Оптические анемометры

Сфера применения оптических анемометров крайне широка, начиная с определения направлений перемещения веществ в живых клетках и капиллярах и заканчивая вычислением скорости движения газов в атмосфере.

Эксплуатация лазерных устройств помогает с высокой точностью рассчитывать скорость воздушных потоков вокруг подвижных объектов, в частности, автотранспорта, летательных аппаратов, космических тел. Полученные расчеты дают возможность исследователям, инженерам и механикам разрабатывать наиболее аэродинамические формы при конструировании техники.

Каким прибором измеряется направление и скорость ветра

Дельта принтеры крайне требовательны к точности изготовления комплектующих (геометрия рамы, длины диагоналей, люфтам соединения диагоналей, эффектора и кареток) и всей геометрии принтера. Так же, если концевые выключатели (EndStop) расположены на разной высоте (или разный момент срабатывания в случае контактных концевиков), то высота по каждой из осей оказывается разная и мы получаем наклонную плоскость не совпадающая с плоскостью рабочего столика(стекла). Данные неточности могут быть исправлены либо механически (путем регулировки концевых выключателей по высоте), либо программно. Мы используем программный способ калибровки.
Далее будут рассмотрены основные настройки дельта принтера.
Для управления и настройки принтера мы используем программу Pronterface.
Калибровка принтера делится на три этапа:

1 Этап. Корректируем плоскость по трем точкам

Выставление в одну плоскость трех точек — A, B, C (расположенных рядом с тремя направляющими). По сути необходимо уточнить высоту от плоскости до концевых выключателей для каждой из осей.
Большинство (если не все) платы для управления трехмерным принтером (В нашем случае RAMPS 1.4) работают в декартовой системе координат, другими словами есть привод на оси: X, Y, Z.
В дельта принтере необходимо перейти от декартовых координат к полярным. Поэтому условимся, что подключенные к двигателям X, Y, Z соответствует осям A, B, C.(Против часовой стрелки начиная с любого двигателя, в нашем случае смотря на логотип слева — X-A, справа Y-B, дальний Z-C) Далее при слайсинге, печати и управлении принтером в ручном режиме, мы будем оперировать классической декартовой системой координат, электроника принтера сама будет пересчитывать данные в нужную ей систему. Это условность нам необходима для понятия принципа работы и непосредственной калибровки принтера.

Точки, по которым мы будем производить калибровку назовем аналогично (A, B, C) и позиция этих точек равна A= X-52 Y-30; B= X+52 Y-30; C= X0 Y60.

Алгоритм настройки:

  1. Подключаемся к принтеру. (В случае “крагозяб” в командной строке, необходимо сменить скорость COM порта. В нашем случае с 115200 на 250000 и переподключится)

    После чего мы увидим все настройки принтера.
  2. Обнуляем высоты осей X, Y, Z командой M666 x0 y0 z0.
    И сохраняем изменения командой M500. После каждого изменения настроек необходимо нажать home (или команда g28), для того что бы принтер знал откуда брать отсчет.
  3. Калибровка принтера производится “на горячую”, то есть должен быть включен подогрев стола (если имеется) и нагрев печатающей головки (HotEnd’а) (Стол 60град., сопло 185 град.) Так же нам понадобится щуп, желательно металлический, известных размеров. Для этих задач вполне подойдет шестигранный ключ (самый большой, в нашем случае 8мм, он предоставляется в комплекте с принтерами Prizm Pro и Prizm Mini)
  4. Опускаем печатающую головку на высоту (условно) 9мм (от стола, так, что бы сопло еле касалось нашего щупа, т.к. высота пока что не точно выставлена.) Команда: G1 Z9.
  5. Теперь приступаем непосредственно к настройке наших трех точек.
    Для удобства можно вместо g- команд создать в Pronterface четыре кнопки, для перемещения печатающей головки в точки A, B, C, 0-ноль.

  • Последовательно перемещаясь между тремя точками (созданными ранее кнопками или командами) выясняем какая из них находится ниже всего (визуально) и принимает эту ось за нулевую, относительно нее мы будем менять высоту остальных двух точек.
  • Предположим, что точка A у нас ниже остальных. Перемещаем головку в точку B(Y) и клавишами управления высотой в Pronterface опускаем сопло до касания с нашим щупом, считая величину, на которую мы опустили сопло (в лоб считаем количество нажатий на кнопки +1 и +0.1)
    Далее командой меняем параметры высоты оси Y: M666 Y <посчитанная величина>
    M666 Y0.75
    M500
    G28
  • Ту же операцию проделываем с оставшимися осями. После чего следует опять проверить высоту всех точек, может получится, что разброс высот после первой калибровки уменьшится, но высота все равно будет отличатся, при этом самая низкая точка может изменится. В этом случае повторяем пункты 6-7.
  • 2 Этап. Исправляем линзу

    После того как мы выставили три точки в одну плоскость необходимо произвести коррекцию высоты центральной точки. Из за особенности механики дельты при перемещении печатающей головки между крайними точками в центре она может пройти либо ниже либо выше нашей плоскости, тем самым мы получаем не плоскость а линзу, либо вогнутую либо выпуклую.

    Корректируется этот параметр т.н. дельта радиусом, который подбирается экспериментально.

    Калибровка:

    1. Отправляем головку на высоту щупа в любую из трех точек стола. Например G1 Z9 X-52 Y-30
    2. Сравниваем высоту центральной точки и высоту точек A,B,C. (Если высота точек A, B, C разная, необходимо вернутся к предыдущей калибровки.)
    3. Если высота центральной точки больше остальных, то линза выпуклая и необходимо увеличить значение дельта радиуса. Увеличивать или уменьшать желательно с шагом +-0,2мм, при необходимости уменьшить или увеличить шаг в зависимости от характера и величины искривления (подбирается экспериментально)
    4. Команды:
      G666 R67,7
      M500
      G28
    5. Подгоняем дельта радиус пока наша плоскость не выровняется
    3 Этап. Находим истинную высоту от сопла до столика

    Третьим этапом мы подгоняем высоту печати (от сопла до нижней плоскости — столика) Так как мы считали, что общая высота заведомо не правильная, необходимо ее откорректировать, после всех настроек высот осей. Можно пойти двумя путями решения данной проблемы:
    1 Способ:
    Подогнав вручную наше сопло под щуп, так что бы оно свободно под ним проходило, но при этом не было ощутимого люфта,

    • Командой M114 выводим на экран значение фактической высоты нашего HotEnd’а
    • Командой M666 L получаем полное значение высоты (Параметр H)
    • После чего вычитаем из полной высоты фактическую высоту.
    • Получившееся значение вычитаем из высоты щупа.

    Таким образом мы получаем величину недохода сопла до нижней плоскости, которое необходимо прибавить к полному значению высоты и и записать в память принтера командами:
    G666 H 235.2
    M500
    G28

    2 Способ:
    Второй способ прост как валенок. С “потолка”, “на глаз” прибавляем значение высоты (после каждого изменение не забываем “уходить” в home), добиваясь необходимого значения высоты, но есть шанс переборщить со значениями и ваше сопло с хрустом шмякнется об стекло.

    Как сделать авто калибровку для вашего принтера и что при этом авто калибрует принтер вы узнаете из следующих статей.

    Как измеряют скорость и направление ветра?

    Скорость перемещения воздушных потоков успешнее всего можно измерить, используя ветромер (анемометр). Широкое распространение получил чашечный анемометр — измерительный прибор, на вертикальной оси которого крестообразно укреплены чашки — полушария, которые вращаются от любого, даже легкого, ветерка, и чем он сильнее, тем быстрее происходит вращение. От оси прибора идет передача к счетчику оборотов.


    Наиболее известным ветромером является чашечный анемометр.
    Чем больше скорость ветра, тем быстрее он вращает чашки.

    Рядом с ветромерами обычно устанавливают флюгер, указывающий направление ветра. На аэродромах и возле мостов, где ветер может представлять опасность для автомобилей, устанавливаются ветроуказатели — большие конусообразные мешки из полосатой ткани, открытые с обеих сторон.


    На аэродромах и возле мостов направление и силу ветра издали показывают
    ветроуказатели — открытые с обоих концов большие полотняные полосатые конусы.

    Прежде чем люди научились измерять скорость ветра в м/сек или км/ч, они пользовались для этой цели шкалой Бофорта — английского адмирала, который составил таблицу, описавшую и охарактеризовавшую разные ветры, сведенные в систему баллов от 0 (полный штиль) до 12 баллов (самый сильный ураганный ветер, доходящий до скорости 117 км/ч). Однако при смерчах и тропических циклонах скорость его бывает еще больше.

    Тепловые или термические

    Известно, что в жаркую погоду свежий ветерок приятно холодит кожу. И это не субъективные ощущения, а реальный факт. На этом принципе основано действие тепловых анемометров. Чувствительным элементом этого устройства служит нить из тугоплавкого материала, через которую пропускается электрический ток. Проводник нагревается до более высокой температуры, чем окружающая среда. Обдувающий воздух охлаждает проводник, в результате чего изменяется его сопротивление. Различают 3 схемы подключения датчика:

    • с фиксированной величиной тока;
    • с постоянным напряжением;
    • термоконстантное подключение.

    Такая конструкция используется в датчике массового расхода воздуха (ДМРВ), которым оснащаются все современные автомобильные двигатели.

    Выбор метеостанции

    У природы нет плохой погоды, как известно. Есть не соответствующая погоде одежда. И каждое утро перед выходом из дома мы определяем, как одеться на сегодня.

    Кто-то для этого напряженно вглядывается в окно, пытаясь разглядеть надвигающиеся тучи и одновременно температуру оконного термометра, кто-то заглядывает в интернет на любимый метеосайт, кто-то по старинке слушает по радио или телевизору прогнозы синоптиков. И часто эти действия не спасают от того, что глобальное похолодание внезапно сменяется глобальным потеплением, вопреки прогнозам (мы-то знаем, что синоптики ошибаются только один раз, зато каждый день). Или обещанное на ближайшую неделю отсутствие осадков заливается рекордным по силе дождем, в очередной раз подмочив репутацию метеослужб. А страдаем от этого мы – опять оказавшись под дождем без зонта, или под снегом в легких туфлях…

    Прогнозирование погоды – на день, неделю, год – занимало умы людей с древности. Но только в 16-17 веках, с изобретением барометра и термометра, начали фиксироваться инструментальные наблюдения. Ученые установили явную связь между колебаниями «высоты» барометра и изменениями погоды, и это положило начало синоптическим прогнозам.

    Было замечено, что ветер всегда дует из области повышенного в область пониженного давления, образуя воздушный вихрь с ветрами, движущимися к центру, против часовой стрелки – это явление назвали циклоном. В центральной части циклона воздух поднимается вверх, расширяется, охлаждается и конденсируется в пар – так образуются облака. Поэтому в районе прохождения циклона преобладает облачная, ненастная погода: летом прохладная с дождями, зимой теплая со снегом.

    Но все не так уж просто — по одним только колебаниям давления можно лишь судить, что погода изменится. Чтобы спрогнозировать погоду, приходится учитывать несколько параметров: изменение атмосферного давления и температуры воздуха, время года, ветер и облачность. И как раз в этом вам поможет метеостанция.

    Метеостанции бывают двух видов — аналоговые и цифровые. Этот обзор посвящен второму типу — умным маленьким гаджетам, которые пришли на смену обширному арсеналу приборов контроля: термометру, барометру, гигрометру, анемометру. Теперь все эти функции выполняет одно устройство. К тому же, кроме отображения текущих показаний, они запоминают показания за заданный период, и на основании дополнительных измерений строят прогноз на погодные изменения. А благодаря компактным размерам, с легкостью разместятся в удобном для вас месте: на прикроватном столике, рабочем столе или на стене.

    ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ МЕТЕОСТАНЦИЙ

    Производители предлагают множество моделей метеостанций, различных по функционалу. Одни устройства лишь измеряют температуру и влажность в помещении (термодатчики), другие не только зафиксируют микроклимат квартиры или офиса, но и покажут полную информацию о том, какая погода ожидает на улице. Анализируя полученные измерения, метеостанция формирует прогноз возможного изменения погоды, поэтому важно, чтобы как можно больше величин фиксировалось.

    Результаты измерений климатических величин метеостанция получает от датчиков, число которых доходит до 5. Датчики бывают как встроенными в корпус метеостанции, так и выносными. Выносные датчики разделяются на:

    • беспроводные – выполнены в виде отдельного устройства в корпусе, работают на батарейках либо аккумуляторах. Радиус работы несколько десятков метров;

    • проводные – выполнены в виде термозонда, соединенного проводом с корпусом метеостанции. Длина провода около метра.

    Беспроводные датчики удобнее в использовании, так как работают на большее расстояние, чем проводные. Разместить беспроводной датчик в нужном месте не составит труда (оборудуется специальными пазами для крепления), а корпус защитит его от внешних воздействий.

    Работающие с 3-5 беспроводными датчиками метеостанции подойдут тем, кому важен контроль микроклимата нескольких мест, кроме дома и улицы – к примеру, теплицы, погреба или гаража. С таким устройством неожиданные понижения температуры не пройдут незамеченными. При покупке девайса обратите внимание — чаще всего, в комплектацию метеостанции входит 1-2 датчика, остальные, по мере надобности, приобретаются отдельно.

    ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОПЦИИ

    Помимо измерений климатических показателей, метеостанции часто оснащаются органайзером, отображающим дополнительную информацию: индикацию погоды, фазы луны, календарь, часы, будильник. Благодаря этим опциям получается многофункциональное устройство, которое разбудит, напомнит, какой день недели и число сегодня и сообщит погоду. А если учесть, что есть экземпляры со встроенным радио, то можно смело сказать, что метеостанция с лихвой заменяет половину привычных настольных приборов.

    Вывод информации на экран бывает в нескольких вариантах: в виде цифр и символов (режим погоды показывается картинкой: солнце, тучка, капли дождя, снежинка). Наиболее удобный вариант – если устройство поддерживает ручную настройку, и можно выбрать нужный вид.

    Некоторые модели оснащены световой или звуковой индикацией. Это функция поможет не пропустить момент изменения важного параметра. Стоит ее запрограммировать, и вы будете оповещены о скачках давления, перемене влажности, изменении температуры.

    Подсветка поможет разглядеть знаки на экране.

    При выборе устройства, обратите внимание на тип питания:

    • Батарейки либо аккумуляторы. Такой тип питания освободит от лишних проводов и сделает устройство независимым от капризов электриков (отключение света не оставит его без питания);
    • От электросети. При этом типе питания не требуется помнить о замене батареек, но устройство придется разместить вблизи от розетки (что влияет на мобильность).

    Интересной функцией оборудованы некоторые модели метеостанций – проектором изображения. Включив проектор, вы спроецируете информацию на любую поверхность, куда направите луч. При желании, можно вечером перед сном направить луч проектора в стену или в потолок. Тогда если вы проснетесь ночью, не понадобится вглядываться в экран прибора, рассматривая, сколько времени еще осталось поспать – достаточно бросить взгляд в нужном направлении.

    Не менее интересны модели, обходящиеся фактически без экрана – информация о погоде отображается на самом корпусе:

    У наиболее современных метеостанций есть интерфейс USB (для подключения к компьютеру и анализа измерений) и возможность подключения к интернету – для передачи информации на смартфон или электронную почту.

    ЦЕНА ВОПРОСА

    Условно по стоимости метеостанции делятся на:

    • модели недорогого ценового сегмента, до 2500 рублей. Такие приборы в основном ориентированы на использование для контроля за температурой и влажностью, функциональные особенности не очень широки: органайзер почти всех моделей включает только часы, будильник, календарь. Максимальное количество подсоединяемых датчиков – до 3.
    • модели среднего ценового сегмента, от 2500 до 10000 рублей. Почти все устройства этой категории можно назвать персональными метеоцентрами, которые помимо фиксации температуры и влажности измеряют давление, и помогают спрогнозировать погоду. Функционал различен, но о большинстве устройств можно сказать, что: органайзер включает все возможные функции, вывод информации программируется, максимально подсоединяемое количество датчиков – до 5. Данные об измерениях запоминаются и могут выводиться как в цифровом, так и в графическом виде. Некоторые модели могут фиксировать силу и скорость ветра. Есть модели с интересными дизайнерскими решениями и встроенным проектором.
    • модели дорогого ценового сегмента, от 10000 рублей. Устройства этого сегмента отличаются не столько количеством функций, сколько качеством измерений, главная особенность – высокая точность.

    Технологии давно и прочно вошли в наш мир, так почему бы не попробовать воспользоваться еще одним умным гаджетом? Тем более он и вправду полезен и найдет применение в повседневной жизни.

    Устройство

    Метеостанция обладает довольно сложным устройством и состоит из большого количества составляющих. Для того чтобы понять работу аппарата с технической точки зрения, необходимо максимально детально ознакомиться с конструкцией погодной станции.

    Если говорить об устройстве аналоговых метеостанций, то в их конструкцию входят такие приборы:

    • термометры, предназначенные для измерения температуры воздуха и почвы;
    • градусники для определения минимальных и максимальных показателей;
    • барометр, в функциональные обязанности которого входит измерение давления;
    • гигрометр – это устройство необходимо для определения уровня влажности атмосферного воздуха;
    • анеморумбометр (или флюгер), с помощью которого осуществляются измерения показателей ветра (в частности, скорости и направления);
    • осадкомер – устройство, которое определяет уровень и интенсивность атмосферных осадков (дождь, снег, град);
    • плювиограф – этот технический элемент нужен для регистрации жидких осадков в теплое время года (причем процесс регистрации осуществляется непрерывно);
    • термограф отвечает за постоянное наблюдение за показателями температуры воздуха;
    • благодаря гигрографу осуществляется контроль за уровнем влажности атмосферного воздуха;
    • комплексное устройство психрометра помогает определять температуру и влажность;
    • для того чтобы измерять гололедно-изморозевые отложения, в устройстве метеостанции предусмотрено наличие специально предназначенного гололедного станка;
    • благодаря ледоскопу осуществляется процесс измерения изморози и инея;
    • барограф – это аппарат, который необходим для определения барометрической тенденции;
    • чтобы измерять высоту снежного покрова, в метеостанции предусмотрено наличие рейки;
    • трансмиссометр определяет метеорологическую оптическую дальность;
    • облачный прожектор (или облакомер) определяет нижнюю границу облаков;
    • испаромер ГГИ-3000 предназначен для измерения количества испарения с поверхности почвы;
    • для регистрации солнечного сияния используется гелиограф.

    При этом в зависимости от конкретной модели метеорологической станции ее устройство может изменяться. Перед покупкой очень важно изучить конструкцию аппарата.

    Читать еще:  Обзор токарно-винторезного станка 1М61: конструктив, характеристики, фото
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector