Определение скорости воздушного потока (ветра) играет решающую роль не только при метеорологических наблюдениях, но и в различных отраслях промышленной деятельности, таких как:
- горнодобыча. Особые условия рудничной атмосферы, присущие для горных выработок типы воздушных потоков, диапазон их скоростей, регламентируемый правилами безопасности при проведении горных работ, и другие факторы делают применение анемометров незаменимыми для безопасного функционирования горнодобывающих предприятий;
- сельское хозяйство. Диагностика скорости движения ветра является необходимым условием в сельскохозяйственной деятельности, особенно во время опрыскивания культурных растений различными химическими препаратами от болезней и вредителей. Скорость ветра играет решающую роль в точности нанесения препарата;
- строительство. Анализ работы систем вентиляции, кондиционирования и отопления, а также при осуществлении контроля соответствия рабочих помещений санитарным нормам и стандартам.
Рассмотрим более подробно специфику применение анемометров в такой важной отрасли промышленности, как строительство, в частности, при грузоподъемных работах с использованием специального оборудования – грузоподъемных кранов. Так, на основании статьи 179 Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, все башенные, портальные, кабельные краны и мостовые перегружатели в обязательном порядке комплектуются анемометрами для своевременного информирования машиниста автокрана, посредством светозвукового сигнала, о сильном ветре, который представляет опасность для грузоподъемной техники.
Рис. 1. Схема установки анемометра на кране:
Рис. 2 Схема анемометра, установленного на кране
1 — вертушка (датчик скорости ветра); 2 —магнит; 3 — катушка; 4 — штепсельный разъем
Конструкция анемометра (рис. 1), размещаемого на грузоподъемном оборудовании, включает: датчик скорости ветра (1) в виде трехлопастной вертушки (рис. 2), закрепленной на вертикальной оси, пульт управления краном рис. 1 (2). Вертушка и пульт управления соединены между собой силовым экранированным кабелем рис. 1 (3). Ось датчика свободно вращается на двух шарикоподшипниках и несет на себе кольцевой постоянный магнит с тремя парами не явно выраженных полюсов, выполняющих роль тахогенератора. Стартером тахогенератора является катушка. При вращении магнита вокруг неподвижной катушки в ее обмотке формируется переменное напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения вертушки. Концы обмотки катушки прикреплены к колодке штепсельного разъема.
Тахогенератор помещен в специальный защитный чехол. Вертушка датчика включает в себя 3 спицы с лопастями и балансирами, гайки и втулки. Пульт управления выполнен в металлическом корпусе, на лицевой панели которого зафиксированы индикатор скорости ветра, три светосигнальные лампы, кнопка и разъемы для подключения анемометра в электрическую схему крана и в цепь светозвукового оповещения. Пульт работает от сети 220В, оснащен предохранителем и клеммой заземления, находится в кабине, в легкодоступном для машиниста автокрана месте. Датчик в виде вертушки монтируется на самых высоких точках крана, которые не располагаются в аэродинамической тени, необходимо время от времени проводить профилактические осмотры датчика и его техническое обслуживание. Измеритель скорости потока должен подключаться к электрической схеме автокрана таким образом, чтобы его работа начиналась автоматически при включении автокрана. Тем самым, оператору автокрана не нужно подниматься в кабину, если скорость ветра превышает допустимую величину. Для акустического оповещения применяют сирену, имеющуюся в стандартной комплектации грузоподъемной техники, или устанавливают дополнительно.
Разрешенные показатели скорости ветра, при которых возможны грузоподъемные операции с использованием автокрана рассчитываются при его разработке и должны включаться в руководство по технической эксплуатации. Также, допустимые параметры скорости ветра во время работы автокрана зависят от вида выполняемых погрузоразгрузочных работ и парусности груза. Эта скорость регламентируется определенными нормами безопасности, а при их отсутствии — компанией, выполняющей строительно-монтажные работы. Априори, эта скорость должна быть ниже, заявленной в техническом паспорте автокрана.
Необходимо исключить любое влияние анемометра (в т.ч. и в нерабочем состоянии) на работу автокрана во время сильного ветра. Для этого открытые контакты выходного реле подключают последовательно с контактами ограничителя высоты подъема крюка в системе управления. Контактные механизмы анемометра применяются для активации противоугонных устройств грузоподъемной техники.
Функционирование анемометра на автокране осуществляется по определенному алгоритму. При отключенном электропитании светосигнальные лампы в системе управления не загораются, выходное реле не позволяет произвести подъем крюка, кран не доступен для работы, в тоже время измеритель скорости потока воздуха диагностирует скорость ветра, так как тахометр датчика является источником тока. С включением крана автоматически запускается и работа анемометра. Если скорость ветра меньше предельно допустимых показателей для безопасного функционирования автокрана, то на пульте системы управления загорается разрешающая зеленая лампа и контакты выходного реле разблокируют движущие механизмы крана, тем самым позволяя любое его движение. Если скорость ветра увеличивается до предельно допустимых значений, но при этом порывы ветра короткие, на пульте управления активируется желтая лампа «Внимание». При продолжительности порыва более 2 секунд срабатывает красная лампа «Опасно», включается выходное реле, контакты которого запускают сигнал-оповещение, блокируя любое подъемное действие крюка автокрана, и разрешая произвести спуск.
Оператор грузоподъемной техники в своей работе должен руководствоваться показаниями анемометра, если скорость воздушного потока превышает нормативные показатели, функционирование автокрана прекращается, отключается электропитание, проводятся необходимые действия по укреплению крана имеющимися противоугонными механическими устройствами за рельсы пути.
При размещении заказа на изготовление анемометра для работы с грузоподъемным оборудованием обязательно указывается порог срабатывания сигнализации по скорости ветра, определяемый высотой установки датчика и величиной напора для данного вида автокрана. Для грузоподъемной техники, находящейся в процессе эксплуатации, при выборе параметров скорости воздушного потока, при которых должна приводиться в действие светозвуковая аварийная сигнализация, в случае отсутствия технического регламента в руководстве по технической эксплуатации автокрана принимают во внимание показатели для определения скорости ветра.
Если данные о небезопасной для работы автокрана скорости воздушного потока отсутствуют, производитель анемометра программирует прибор на скорость срабатывания светозвуковой сигнализации - 12,5 м/с, что соответствует скорости воздушного потока - 7 м/с, на высоте 10 м, для автокранов высотой около 40 м. Схема включения анемометра в систему управления автокраном, а также допустимые параметры силы и скорости ветра, подлежат согласованию с производителем грузоподъемной техники или конструкторским бюро, которое занималось проектированием автокрана.
Датчик-вертушка, входящий в конструкцию анемометра, должен проверяться не реже двух раз в год в соответствии с рекомендациями производителя измерителя, данная информация размещается в паспорте по эксплуатации.
Таким образом, вполне можно говорить о том, что современные анемометры играют важную роль в различных сферах жизнедеятельности человека и важность правильного выбора высококачественных и надежных моделей такого оборудования трудно переоценить.
В портфеле продукции компании «ЭКСИС» присутствует широкий диапазон измерителей скорости воздушного потока в зависимости от целей и задач потенциального заказчика.
