|
О ветряках---->
Статьи и небольшие публикации о ветряках и других источниках энергии.
Школьная автоматическая метеостанция
«Школьная автоматическая метеостанция, сконструированная учащимися средней школы №5 города Клина, представляет технический интерес. Оригинально задуманы и воплощены датчик осадков и регистрация их на пульте. Интересны указатели направления и скорости ветра, а также термометр.
Подобные метеостанции могут найти применение и в народном хозяйстве — при устройстве агрометеопунктов в колхозах и совхозах».
(Из заключения начальника метеостанции
г. Клина)
Три года назад мы задумали построить школьную автоматическую гидрометеостанцию (рис. 1). За работу принялись четверо семиклассников: Николай Пономарев, Александр Засосов, Сергей Корольков и Вячеслав Пропой. Создали один вариант, затем второй, более совершенный — эта реконструкция была произведена в 1970/71 году, когда ребята кончали девятый класс.
Главная особенность нашей станции — дистанционный замер. Не выходя из здания школы, можно узнать направление и скорость ветра, температуру наружного воздуха, количество выпавших осадков. Кроме того, мы измеряем атмосферное давление, влажность и температуру воздуха в помещении.
На крыше школы расположен ящик (рис. 2) размером 490 X 370 X 360 мм с несколькими датчиками. Электрический кабель соединяет его с измерительным пультом (см. фото), который находится в кабинете географии. На пульте размером 450 X 300 X 150 мм размещены регистрирующие приборы.
УКАЗАТЕЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА
На металлической штанге D= 15 мм и длиной 500 мм укреплена флюгарка, которая устанавливается по направлению ветра. Нижний ее конец соединен поводком с валом датчика — кольцевым потенциометром (рис. 3).
Три его щетки, расположенные под углом 120°, соединены с тремя фазовыми обмотками регистрирующего прибора. Вслед за флюгаркой потенциометр «реагирует» на изменение направления ветра, перераспределяя ток в фазных обмотках статора: каждому положению их на потенциометре датчика соответствует определенное положение магнита-ротора относительно фаз статора регистрирующего прибора.
На оси магнита-ротора укреплена стрелка, которая вращается вместе с ним и показывает направление ветра.
На боковой стенке датчика смонтирован магнитный компас — для ориентирования по сторонам света.
Установочный угол для наружного устройства нашей станции 14°.
УКАЗАТЕЛЬ СКОРОСТИ ВЕТРА
В основу его работы (рнс. 4)
положен принцип устройства магнитного тахометра. Генератор-датчик укреплен на штанге флюгарки. На его валу находится крыльчатка D=560 мм — она вращает вал со скоростью, зависящей от скорости ветра.
Вырабатываемый генератором-датчиком ток через токосъемник поступает по проводам в статорную обмотку синхронного электродвигателя, помещенного в регистрирующем приборе. Там создается вращающееся магнитное поле, под действием которого в короткозамкнутой обмотке ротора возникают вихревые токи, и он начинает вращаться.
Постоянный магнит, расположенный на валу ротора, индуктирует такие же токи в чувствительном элементе — медном колпачке. Магнитное поле, которое при этом возникает, производит механическую работу — вращает колпачок, а вместе с ним и стрелку регистрирующего прибора. Непрерывному их вращению противодействует спиральная пружина.
По шкале прибора можно определить скорость ветра в любое время суток. Тарирование шкалы в м/сек произведено с помощью анемометра и секундомера.
ДОЖДЕМЕР
предназначен для определения количества осадков в мм, которое собралось За сутки в резервуаре D= 260 мм и высотой 100 мм. Он сделан из жести (рис. 5) и покрыт водостойкой краской. Под ним установлен меньший резервуар D=79 мм и высотой 100 мм. Количество воды, занимающее в первом сосуде 1 мм его высоты, во втором занимает 10 мм.
В малом резервуаре находится поплавок из пенопласта со штоком, на котором укреплена угольная щетка. Последняя скользит вдоль винипластовой панели, на которой смонтированы контактные ламели. Они, в свою очередь, соединены электрокабелем с сигнальными лампами измерительного пульта. Контактная система дождемера защищена от воды кожухом. Каждой сигнальной лампе соответствует определенная величина осадков в мм.
Специальное клапанное устройство позволяет сливать воду из резервуаров, не выходя из помещения. Нажав на кнопку «слив воды», мы приводим в действие электромагнит и резиновый клапан, укрепленный на его якоре.
ТЕРМОМЕТР НАРУЖНОГО ВОЗДУХА
Принципом, положенным в основу его устройства, является зависимость электрического сопротивления от температуры (рис. 6).
Шкала магнитоэлектрического логомера отградуирована по Цельсию. Сам прибор включен в мостовую схему, состоящую из четырех плеч (R1, R2, R3 и Rt ). Первые три выполнены из манганина, материала, практически не меняющего свое сопротивление при изменениях температуры. Плечо Rt сделано из меди и помещено в измеряемую среду. Металлический корпус, в котором оно находится, укреплен на наружном
устройстве и закрыт кожухом, выкрашенным в белый цвет —для отражения солнечных лучей.
Схема питается от источника постоянного тока напряжением 24 в. Через измерительный прибор, включенный в диагональ мостика, ток не будет протекать только при одном условии: если произведения сопротивлений противоположных плеч будут равны, то есть R1• R3 =R2 • Rt На приборе это соответствует температуре 0°С
На измерительном пульте находятся электронные часы, барометр, термометр, определяющий температуру воздуха в помещении, гигрометр, психрометр и календарь. Пульт освещается люминесцентными лампами. Питание напряжением 24 в осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 в через понижающий трансформатор и выпрямительное устройство — они размещены внутри измерительного пульта.
Наша автоматическая гидрометеостанция удобна и проста в работе. И дешева — мы истратили на нее минимум средств (25 руб. на приобретение часов, барометра и некоторых материалов). В основном же было использовано списанное авиационное оборудование: приборы, коммутационная и защитная аппаратура, сигнальные лампы.
Л. ЯКАНИН, руководитель школьного кружка автоматики и телемеханики
Моделист-конструктор 1972 год
|
