Лабораторное занятие №4 измерение скорости движения и расхода воздуха

Цель работы: – ознакомиться с приборами и методами замера скорости движения воздуха в горных выработках.

4.1 Приборы для замера скорости движения воздуха

Для измерения средней скорости движения воздуха в горной выработке применяются анемометры. Различают крыльчатые и чашечные анемометры.

4.1.1 Крыльчатый анемометр АСО-3

Крыльчатый анемометр (рис. 4.1) состоит из крыльчатки 1, размещенной в металлической обойме 5, счетного механизма с циферблатом 7, 8 и 9 и ручки 12.

Рисунок 4.1 – Анемометр АСО-3

Крыльчатка соединена с трубчатой осью 2, которая вращается на натянутой стальной струне и имеет подшипниковые втулки. Один конец струны закреплен неподвижно, а второй зажат в натяжном устройстве 3, расположенном в распорном стержне 4.

При вращении крыльчатки трубчатая ось посредством червячной передачи 6 передает вращение зубчатому редуктору счетного механизма. Счетчик имеет стрелки: большая стрелка 7 отсчитывает единицы и десятки (по большой шкале) и две малые отсчитывают 8 — сотни и 9 — тысячи единиц. Арретир 10 служит для включения и выключения счетчика. В корпусе прибора по обе стороны арретира имеется два ушка 11, через которые пропускается шнур, при помощи которого включается и выключается счетчик анемометра при замере с шестом. Крыльчатые анемометры со струнной осью марки АСО-3, предназначенные для измерения скоростей движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с.

4.1.2 Чашечный анемометр МС-13

Чашечный анемометр (рис. 4.2) отличается от крыльчатого тем, что воспринимающей частью прибора являются четыре полусферические чашки, сидящие на концах двух взаимно перпендикулярных стерженьков, связанных с общей осью, закрепленной в камневых опорах. Крестовина с чашками защищена от возможных механических повреждений каркасом, состоящим из двух перекрывающихся рамок.

На конце оси анемометра имеется червячная передача, связанная с редуктором счетного механизма, устроенного аналогично крыльчатому анемометру.

Чашечный анемометр рекомендуется применять для замера скоростей от 1 до 20 м/с.

Рисунок 4.2 – Чашечный анемометр МС-13

4.1.3 Анемометр переносной рудничный АПР-2

Назначение анемометра АПР-2

Анемометр переносной рудничный АПР-2 предназначен для контроля расхода и скорости движения воздуха, проходящего по горным выработкам шахт и каналам вентиляторных установок. Может также применяться для различных аэромеханических измерений в других отраслях техники и народного хозяйства.

Анемометр имеет рудничное особовзрывобезопасное исполнение и допущен к применению в шахтах, опасных по газу или пыли. Позволяет измерять среднюю скорость движения воздуха в выработках шахт в диапазоне от 0,2 до 19,9 м/с.

Прибор питается от четырех элементов типа А316, обеспечивающих его непрерывную работу в течении не менее 750 часов

Технические данные анемометра АПР-2

Таблица 4.1 – Техническая характеристика анемометра

Чувствительность на момент начала вращения крыльчатки первичного преобразователя, м/с, не более	0,15
Диапазон измерения скорости воздушного потока, м/с	0,2-19,9
Абсолютна погрешность измерения скорости движения воздуха, м/с, не более где V - значение измеряемой скорости, м/с	±(0,1+0,05V)
Продолжительность замера скорости движения воздуха, с	от 30 до 520
Источник питания	4 элемента типа А316
Потребляемый ток от батареи питания, мА, не более	2,5
Уровень и вид взрывозащиты	Р0, Иа
Степень защиты от воздействия внешней среды	IP54
Габаритные размеры, мм; не более: с выдвинутой штангой с задвинутой штангой	700×70×55 310×70×55
Масса с источником питания, кг, не более	0,7

Таблица 4.2 – Условия эксплуатации анемометра

Температура окружающей среды, ^0С	от 5 до 35
Относительная влажность воздуха при температуре 35 С, %	не более 98
Запыленность воздуха, г/м куб.	не более 0,1
Атмосферное давление, гПа	866-1200

Устройство и принцип работы анемометра АПР-2

Анемометр (рис. 4.3), состоит из первичного преобразователя 1 и измерительного блока 2 с автономным источником питания

Рисунок 4.3 – Анемометр переносной рудничный АПР-2

Работа анемометра основана на тахометрическом принципе преобразования скорости воздуха в электрический сигнал. Крыльчатка первичного преобразователя вращается с угловой скоростью, линейно зависящей от скорости набегающего воздушного потока. При этом на выходе первичного преобразователя формируется последовательность импульсов напряжения, частота которых пропорциональна угловой скорости крыльчатки. По суммарному количеству импульсов, поступившему в измерительный блок, вычисляется средняя за время замера скорость воздушного потока, а результат индицируется на цифровом табло. Время замера не фиксировано, а выбирается оператором в процессе измерений в пределах указанных в табл. 4.1.

Анемометр имеет два органа управления:

– выключатель, который одновременно включает питание прибора и подает команду на начало замера;

– кнопку, нажатием которой подается команда на окончание замера и производство вычисления средней скорости с последующей индикацией результата измерения на цифровом табло.

Первичный преобразователь размещен в корпусе, отлитом из ударопрочной пластмассы, и закреплен на телескопической штанге, внутри которой расположен спиральный соединительный кабель.

Корпус измерительного блока отлит из ударопрочной пластмассы. В нем размещены электронная схема, смонтированная на трех печатных платах, источник питания, органы управления, цифровой индикатор и телескопическая штанга с первичным преобразователем. В нерабочем положении штанга складывается, а первичный преобразователь вдвигается в нишу корпуса, что предохраняет его от случайных механических повреждений.

Подготовка к работе анемометра АПР-2

При подготовке анемометра к работе необходимо выполнить следующие операции:

– Установить источник питания, соблюдая полярность указанную на шильдике. Крышка отсека питания крепится винтом в торце ручки анемометра.

– Выдвинуть первичный преобразователь из корпуса. Включить питание и одновременно подуть на крыльчатку в течение 3-5с. Кратковременно нажать кнопку. Примерно через 3 с на цифровом индикаторе должен появиться результат измерения.

– Если при опробовании зажигается светодиод на лицевой панели, батарея питания разряжена и ее необходимо сменить, установив свежие элементы.

Очень слабое, заметное только в затемненном помещении свечение светодиода при включении прибора не является признаком разряда батареи или неисправности анемометра.

– Выключить питание и вдвинуть первичный преобразователь в нишу корпуса. Анемометр готов к работе.

Порядок работы

– Измерение скорости движения воздуха должно производиться в следующем порядке.

– Извлечь первичный преобразователь из корпуса.

– Внести первичный преобразователь в точку замера так, чтобы ось крыльчатки была параллельна направлению скорости воздушного потока.

– Включить тумблер питания и выждать время, необходимое

для производства замера.

– По истечении времени замера, кратковременно нажать кнопку на его лицевой панели, отсчитать результат измерения по цифровому табло и выключить тумблер питания.

– Измерения скорости движения воздуха в горных выработках шахт должны проводиться в соответствии с "Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах".