+7 (812) 4-673-673
Судовые анемометры: виды, принципы работы, технические характеристики
Судовые анемометры — приборы для измерения скорости и направления ветра. Это необходимое для штурмана оборудование, которое помогает прокладывать наиболее безопасный маршрут. Некоторые модели оснащены дополнительными датчиками, которые отслеживают относительную влажность, температуру, давление воздуха, количество осадков.
Анемометры могут быть отдельными устройствами или входить в состав автоматических метеостанций, которые собирают информацию о погодных условиях. Прибор показывает среднюю скорость ветра за определенный промежуток времени. Метеостанции проводят автоматические измерения, передают информацию о скорости и направлении истинного ветра на судовой мостик.
Современные анемометры подключаются к ПК, имеют встроенную память, модули, программы для дистанционного управления и считывания данных, обладают повышенной точностью.
Кроме судоходства, эти устройства используют для метеорологических измерений и составления прогноза погоды на суше: в строительстве, авиации и других областях.
Схема работы, конструкция
Судовой анемометр — флюгер, конструкция которого включает в себя генератор, передаточные механизмы, кольца, подшипники, синхронный мотор и щеточный аппарат. Когда направление воздушного потока изменяется, меняется положение флюгера, вала мотора. При движении мотора напряжение поступает на ресивер, он обрабатывает сигнал и направляет данные на панель индикатора.
Схема работы анемометра довольно проста. Изменения ветра отображаются на счетчике, состоящем из двух малых и одного большого циферблатов. Для измерения средней скорости воздушных потоков нужно выполнить следующие действия:
- Записать показания анемометра до его включения.
- Встать на верхнем мостике, расположить устройство против направления ветра.
- Включить на 100 секунд.
- Записать полученные данные, сравнить их с первоначальными.
Разницу разделить на время работы включенного анемометра.
В итоге получаем скорость ветра в метрах в секунду (м/с). Если судно находится в движении, измеряют результат его скорости и скорости истинного ветра. В этих случаях для определения скорости, истинного направления ветра используют круг Севастопольской морской обсерватории (СМО).
На многих судах вместо ручных устройств устанавливают автоматические метеостанции. Измерительные элементы монтируют на верхнем мостике. Индикаторы устанавливают на командный мостик.
Виды судовых анемометров по принципу работы
Для измерений в устройствах есть датчики, которые напрямую контактируют с ветром. В зависимости от их особенностей выделяют разные типы приборов.
Механические
Работают по принципу воздушного винта. Приводятся в действие за счет вращения рабочего колеса. Чувствительный элемент — вертушка с чашками или лопастями. Поток воздуха вращает подвижную часть, прибор фиксирует количество оборотов, передает эту информацию на мостик. В зависимости от конструкции механические анемометры бывают чашечными и крыльчатыми (лопастными).
Тепловые
Электронные приборы с нагревательным элементом. Чаще всего это проволока накаливания. При контакте с потоком воздуха нагревательный элемент остывает. Тепловые анемометры учитывают снижение температуры и измеряют скорость ветра, ориентируясь на эти данные.
Ультразвуковые
Определяют скорость и направление ветра с учетом скорости звука. В зависимости от мощности воздушного потока акустические волны быстрее или медленнее двигаются сквозь воздух между парами датчиков. Чем сильнее ветер и его скорость, тем медленнее двигается звук. Также на скорость акустических волн влияет температура, поэтому ультразвуковые приборы можно использовать как термометры.
Оптические (лазерные и допплеровские)
Для измерения используется световой поток, который движется в определенном направлении. При столкновении с молекулами воздуха свет отражается от них, возвращается на датчики анемометра. Когда воздушные массы двигаются быстро, происходит доплеровский сдвиг. По нему вычисляют скорость ветра.
Динамические
Принцип их действия основан на использовании трубки Пито — прибора для определения разницы между полным и пьезометрическим давлениями. Пито-трубка работает по законам гидродинамики, имеет два порта: Пито и статический. Первый измеряет динамическое давление в отверстии, которое обращено навстречу ветру, второй — статическое давление из боковых отверстий.
Сигнальные
Сигнальные анемометры — устройства для измерения силы и скорости ветра, подающее сигналы об опасности. Оборудование устанавливают на определенной высоте, информация о метеорологических условиях поступает с датчиков на дисплей. Сигнальный анемометр фиксирует увеличение скорости ветра, предупреждает о возможном шторме, обеспечивает контроль морской безопасности.
Как выбрать оптимальный тип судового анемометра
Выбор оборудования для измерения скорости ветра зависит от целей и условий эксплуатации. Важно учитывать допустимые показатели измеряемого ветра, совместимость с уже установленными на борту навигационными приборами, устойчивость к повышенной влаге, УФ-излучениям.
Механические
Наименее удобны в использовании, обладают некоторыми серьезными недостатками: неточностью измерений, низкой чувствительностью к слабому ветру. Необходимо фиксировать количество оборотов, самостоятельно делать расчеты по формулам.
Наиболее распространенные модели — крыльчатые. Они измеряют скорость ветра с минимальной погрешностью, стоят недорого.
Электронные
Просты в использовании, отличаются точностью измерений, оснащены внутренней памятью, чувствительны к слабому ветру. Расчеты производятся автоматически. Из недостатков — для корректной работы такие модели необходимо регулярно калибровать.
Наиболее точные электронные анемометры — ультразвуковые. Для их эксплуатации не нужны дополнительные выносные приборы, в конструкции нет подвижных частей. Производители регулярно выпускают обновленные модели с повышенной точностью.
- Для любителей яхтинга подходят карманные электронные приборы. Проводить ими замеры легко, они автоматически рассчитывают все нужные данные.
- Для крупных судов лучше выбирать более сложные анемометры, которые обладают высокой точностью показателей, могут подключаться к другому бортовому оборудованию.
При выборе любого прибора важно, чтобы он был сертифицирован, соответствовал госстандартам безопасности и качества.
Интерфейсы судовых анемометров
Производители судового оборудования предлагают устройства в виде отдельных приборов или в составе метеосистем. Метеорологические системы оснащены множеством датчиков, которые отображают на дисплеях показатели силы, скорости ветра, влажности, температуры воздуха, атмосферного давления, а также другие данные.
В некоторых современных моделях анемометров предусмотрена встроенная система компенсации. Она корректирует измерения с учетом угла крена, дифферента и повышает точность показателей.
Анемометры могут интегрироваться с автопилотами, GPS и другим судовым навигационным оборудованием. Информация о направлении и скорости ветра помогает проложить наиболее безопасный маршрут.
Популярные производители
Корабельную технику для измерения скорости ветра выпускают многие производители мирового уровня. По отзывам покупателей, самые точные и надежные устройства изготавливают бренды Furuno, Airmar, Raymarine.
Анемометры Furuno — многофункциональные приборы, которые измеряют атмосферное давление, влажность, температуру воздуха, скорость ветра и передают сигналы на мостик. Устройства подключаются к дисплею этого же производителя или к оборудованию NavNet. Анемометры Furuno можно использовать при любых погодных условиях.
Приборы Airmar разрабатывают опытные ученые, инженеры, дизайнеры, которые контролируют процесс производства от концепции до изготовления приборов. Анемометры удобны, просты в установке, точны. Устройства определяют скорость и направление ветра, барометрическое давление, температуру воздуха. Airmar выпускает модели разных видов, которые подходят для эксплуатации в суровых условиях.
Raymarine предлагает морское оборудование повышенной стойкости. Для его производства компания используют инновационные технологии. Тестирование каждой модели проходит в экстремальных условиях. Приборы устойчивы к воде, вибрациям, механическим повреждениям, перепадам температур. Есть беспроводные модели, способные до 300 часов проработать в автономном режиме.
Что важно знать о работе с судовыми анемометрами
Как калибровать
Калибровка — обязательный процесс для повышения точности получаемых данных. Ее проводят регулярно с помощью специального оборудования.
Для калибровки используют несколько устройств.
- Секундомер — для расчета скорости ветра.
- Барограф — для отслеживания изменений атмосферного давления.
- Аспирационный психрометр — для измерения температуры и влажности воздуха на судне.
Все используемые приборы должны иметь свидетельство о соответствии установленным требованиям, пригодности. Проводить калибровку могут только квалифицированные поверители. При работе с устройствами они обязаны соблюдать технику безопасности.
Проводить поверку можно при температуре воздуха от +15 °С до +25 °С, относительной влажности 30–80%. Атмосферное давление — 84–106 кПа.
Периодичность калибровки — не реже 1 раза в 2 года.
Какие повреждения могут произойти
Наиболее распространенные проблемы — заклинивание вращательных компонентов, выгорание генератора, мотора из-за попадания воды внутрь устройства. При заклинивании вал привода остается на месте, показания анемометра не изменяются. Чаще всего это происходит из-за загрязнения оси. В таких случаях необходимо разобрать прибор, очистить элементы, сделать калибровку нуля на плате ресивера. Проводить такие работы может только квалифицированный член экипажа.
При механических повреждениях в результате удара, попадания льда необходимо немедленно провести диагностику, отремонтировать или заменить поврежденные детали.
Где заказать
Купить анемометры вы можете в компании «Связь и Радионавигация». Каждый товар в каталоге сертифицирован, соответствует стандартам безопасности и качества. Для заказа оформите заявку или позвоните менеджерам по телефону.