Приборы для измерения скорости и направления ветра.

Датчики ветра

Датчики ветра — кому они нужны?

Повседневно человек не задумывается о таких словах как: ветер датчик скорость направление. Между тем измерение силы, скорости и направления ветра является важной составляющей для деятельности предприятий различных отраслей. Профессионально анемометры применяются для решения следующих задач:

Профессиональные метеонаблюдения на сети Росгидромета;
Измерение скорости и направления ветра в аэропортах;
Экологический мониторинг атмосферных выбросов;
Агрометеорологические прогнозы;
Измерение силы и направления ветра на транспорте;
Контроль скорости и направления ветра на судах и плавучих платформах;
Датчики ветра морские (для прибрежной инфраструктуры);
Анемометры на кранах и высотных сооружений;
Измерение силы ветра в энергетике (ветрогенерация);
Научные исследования и изыскания;
Прикладные задачи (измерения воздушного потока в шахтах, туннелях, путепроводах и др.).

Наиболее зависимы от ветровой нагрузки и нуждаются в постоянном мониторинге следующие потребители информации: Аэропорты, морские порты, морские плавательные средства (суда, платформы), башенные краны, сельское хозяйство (агрономия), опасные производства (АЭС, химкомбинаты, нефтебазы).

На таких предприятиях обычно имеются собственные анемометры или метеостанции. Другие потребители запрашивают данные в Росгидромете или на иных специализированных ресурсах.

Устройство и технологии:

Наибольшее распространение получили следующие типы приборов:

Механические измерители:
1. Датчики направления ветра (флюгеры);
2. Датчики скорости ветра (анемометры).
Ультразвуковые датчики ветра.

При проведении измерений сенсор преобразует параметр скорости или направления в определенный сигнал, который далее передается в систему автоматики. Поэтому, иногда датчики также называются преобразователи ветра.

Каждая технология имеет преимущества и недостатки.

Так, механические измерители скорости и направления ветра имеют подвижные элементы, что ускоряет их износ. При этом они дешевле для стандартных применений.

Механические анемометры могут эксплуатироваться как отдельные приборы (анемометр козлового крана (ТМ—610-МН), датчик направления ветра на стрельбище ТМ-710-МС). Но чаще используются совмещенные измерители двух параметров скорости и направления (ТМ-852-Мх).

Ультразвуковые датчики ветра имеют более дорогую цену. Производятся единым блоком (два сенсора в одном корпусе). Требуют электропитание для измерений. Могут измерять только скорость (например, датчик ТМ-810-У) или включают дополнительные сенсоры, позволяющие измерять давление, влажность, температуру и др. параметры воздуха (например, ТМ-830-У).

Производители

Существует огромное количество производителей анемометров различного принципа действия.

На рынке есть дешевые сенсоры, имеющие низкий ресурс работоспособности, предназначенные для бережной эксплуатации. Обычно такими приборами измеряют ветер в бытовых применениях или энтузиасты, подключая их к Arduino или Raspberry.

При ответственных задачах контроля силы, скорости и направления используются приборы известных производителей, подтвердивших свою надежность.
Среди механических достаточно надежны приборы отечественного производства (Эколог-Юг, Техномера, Гидрометприбор и др.).
Ультразвуковые датчики ветра достойно представляют иностранные бренды (Vaisala, Lufft) или отечественные марки (Тайфун, Техномера).

Примеры применений — в отраслевых решениях:

Сами по себе измерители скорости, силы и направления ветра интересны только в прикладных целях. Для профессиональных измерений анемометры нужны для составления прогнозов, отчетности, коммерческих расчетов, выяснения причин и последствий опасных ситуаций.

Поэтому они обычно применяются или в составе метеостанций или как часть регистрационного комплекса, имеющего архив измерений. Также, результаты измерений часто требуется передавать в режиме on-line с выводом информации на экран или ПК. Нередки задачи с беспроводной передачей данных.

Специалисты нашей компании имеют опыт решения подобных задач. Например, нами разработаны системы, комплексы и решения:

«Аэротон» — для контроля скорости движения воздуха в тоннелях;

Метеокомплекс «Триумф-С» — специализированная судовая (корабельная) метеостанция;

«Курьер-78» — блок сбора и передачи метеоданных в локальную сеть предприятия;

«Колумб» — система беспроводной передачи данных на территории предприятий;

Метеостанции серии «ИнфоМет» для частных и промышленных применений. Типовые и под заказ.

Как с нами связаться:

Купить датчики ветра или получить консультацию, или заказать разработку решения вы можете, обратившись к нам в разделе «Контакты» или заполнив любую форму обратной связи на сайте.

Приборы для измерения скорости и направления ветра

На метеорологических станциях, для определения направления и скорости ветра у поверхности земли служит флюгер. Он устанавливается на высоте 10-12 мнад земной поверхностью. Для определения скорости ветра в поле служит ручной анемометр. На метеостанциях широко используются также электрические анемометры и анеморумбометры, а также самопишущие приборы для непрерывной регистрации направления и скорости ветра — анеморумбографы.

Флюгер Вильда (станционный) (рис. 2.11 в конце) прибор служит для измерения скорости и направления ветра.

Ветромер Третьякова(рис. 2.12 в конце) служит для измерения направления и скорости ветра в полевых условиях. Необходимость таких измерений вызвана тем, что направление и особенно скорость ветра на полях могут значительно отличаться от данных метеоплощадки. Ветромер Третьякова по своему действию напоминает флюгер.

В настоящее время для измерения направления и скорости ветра применяют дистанционные приборы — анеморумбометры, основанные на преобразовании величин элементов ветра в электрические величины.

Анеморумбометр М-63(рис. 2.13 в конце) служит для измерения направления ветра, мгновенной скорости, средней скорости за десятиминутный интервал и максимальной скорости ветра между измерениями.

Анемометр ручной чашечныйМС-13 (рис 2.14 в конце) служит для измерения средней скорости ветра в пределах от 1 до 20 м/с.

Рисунок 2.1 — Схема вертикального строения атмосферного фронта с системой облаков (высокослоистых (As); слоисто-дождевых (Ns); перисто-слоистых (Cs), перистых (Ci)) (по СП. Хромову).

Рисунок 2.2 — Схема строения циклона (Бьеркнеса и Сульберга):

а) — вертикальный разрез фронтов севернее циклона с системой облаков (высокослоистых (As); слоисто-дождевых (Ns); перисто-слоистых (Cs), перистых (Ci)) и осадков;

б) — план «молодого» циклона с холодными и теплыми фронтами, с зоной облаков и осадков (заштрихованная часть);

в) — вертикальный разрез циклона через его теплый сектор с холодными и теплыми фронтами, с зоной облаков и системой воздушных течений.

Рисунок 2.5 — Изобары на уровне моря, гПа

Н — центр низкого давления; В — центр высокого давления; Г — горизонтальный барический градиент.

Рисунок 2.6 — Распределение атмосферного давления и ветров у земной поверхности: справа — меридиональный разрез направления ветра (по А. П. Шубаеву): 1 — направление ветра; 2 — направление горизонтального барического градиента.

Анемометры (измеритель скорости ветра, движения газов)

Прибор, контролирующий ветер

Для чего могут понадобиться измерения скорости движения ветра или газов, нетрудно догадаться. Сфера применения анемометров – устройств, контролирующих эти параметры – это не только метеорологические станции, но и любые области жизнедеятельности человека, в которых требуется определить скорость перемещения потоков воздуха: вертолётные площадки, клубы дельтапланеризма, аэродромы, спасательные мачты, вентиляционные промышленные системы, парусные суда и многое другое. Но если принцип действия «соплеменника» анемометра – флюгера, известен и понятен многим, то сам анемометр является довольно загадочным прибором. Давайте разбираться по порядку.

От итальянцев до Роберта Гука

Название прибора анемометр происходит от двух греческих слов «анэмос» (ветер) и «метрео» (измерять). Не случайно анемометр по-другому называют «ветрометр». Принято считать, что прибор был придуман математиком из Италии Леоном Баттистом Альберти приблизительно в 1540 году. Однако с тех пор немалому числу учёных ошибочно приписывали славу изобретателя – например, Роберту Гуку, который действительно не единожды пытался разработать собственные версии анемометра. Впрочем, долгое время прибор практически не менялся. Разве что позже, в 18 веке, ирландец Джон Робинсон слегка усовершенствовал конструкцию ветрометра, а в конце 20 века он приобрёл ряд новых функциональных возможностей – например, способность анализировать направление ветра, измерять показатели атмосферного давления, увлажнённость воздуха, его температуру и расход. Таким образом, сегодня анемометр можно назвать своего рода мобильной метеорологической станцией, и в современном приборостроении существует целый спектр моделей, которые даже включают в себя функции гигрометра, манометра и др.

Виды анемометров и их особенности

Анемометры бывают различны по своему строению: механические (крыльчатые и чашечные). По принципу функционирования приборы подразделяются на механические: в них газ заставляет вращаться чашечное колесо либо крыльчатку; тепловые, которые действуют на основе измерений температурных показателей, снижаемых под действием движущегося газа; и ультразвуковые, где в соответствии с различным движением газа изменяется скорость звука.

Максимальное распространение получили чашечные анемометры, представляющие собой ротор с симметрично расположенными чашками-полусферами. Ротор приводится во вращение по вертикальной оси ветром, а счётчик фиксирует количество оборотов насаженных на прибор полусфер за определённое время.

Читать еще: Шпатель резиновый – в чем предназначение этого инструмента?

Прибор крыльчатого типа включает в себя небольшое ветровое колесо, передающее вращение на механический счётчик.

Тепловой прибор работает по электронной схеме, и чтобы произвести замеры, следует нагреть нить накаливания, а затем проанализировать её сопротивление. Но наиболее совершенными являются ультразвуковые анемометры: они отслеживают скорость потоков воздуха, ориентируясь на скорость звуков, зависящих от направления ветра. При этом, так как скорость звука подчиняется температуре среды, ультразвуковые приборы оборудованы ещё и встроенным термометром.

Приборы для измерения скорости и направления 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:

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.
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.
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)
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.
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:

Отправляем головку на высоту щупа в любую из трех точек стола. Например G1 Z9 X-52 Y-30
Сравниваем высоту центральной точки и высоту точек A,B,C. (Если высота точек A, B, C разная, необходимо вернутся к предыдущей калибровки.)
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)
Команды:
G666 R67,7
M500
G28
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.

Приборы для измерения скорости ветра в Балашихе

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Онлайн консультант».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»

На сайте продавца доступен «Заказ в один клик».
Для перехода на сайт нажмите «В магазин»