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Wissenswertes zu Anemometern

Einführung

Anemometer sind Messgeräte, die die Geschwindigkeit eines Strömungsfeldes messen. Meistens handelt es sich dabei um Windmesser, manchmal wird auch die Fließgeschwindigkeit von Flüssigkeiten bestimmt. Die Messung erfolgt entweder im Querschnitt zum Beispiel eines Schachtes oder lokal im freien Feld.

In unserem Shop finden Sie verschiedene Bauformen von Anemometern mit unterschiedlichen Genauigkeitstoleranzen. Viele Geräte erheben neben der Strömungsgeschwindigkeit weitere nützliche Kennzahlen wie beispielsweise die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und den Taupunkt.

Wie funktionieren Anemometer?

Anemometer mit großem Flügelrad ermöglicht eine genauere Messung

Die älteste Bauform des Anemometers ist das Flügelrad-Anemometer, auch Schalenkreuz-Anemometer genannt. Spätere technische Innovationen verwenden andere physikalische Prinzipien zur Bestimmung von Luftgeschwindigkeit und Volumenstrom. Ein Flügelrad-Anemometer funktioniert wie eine Windmühle mit zusätzlicher Auswertungsfunktion: Die durchströmende Luft treibt die Flügelräder an, daraus resultiert die Rotation, welche mithilfe eines Zählwerks ausgewertet wird.Die Zeitspanne für eine volle Umdrehung wird mit einer mechanischen Übersetzung ins Zählwerk überführt, welches daraufhin die aktuelle Windgeschwindigkeit ermittelt und auf eine Anzeige überträgt.

Die Strömungsgeschwindigkeit von Gasen wie Luft oder Flüssigkeiten wie Wasser wird in Metern pro Sekunde m/s angegeben. Neben der Windgeschwindigkeit von Gasen wie Luft ist der Volumenstrom eine wichtige Größe, die mithilfe von Anemometern bestimmt wird. Der Volumenstrom bezeichnet die Menge (Volumen) an Gasen (oder Flüssigkeiten), die durch einen bestimmten Bereich (Querschnitt) strömt.

Je nach Bauform und verwendeter Technik setzen Anemometer auf unterschiedliche Prinzipien. Die wichtigsten Varianten und ihre Funktionsweisen werden bereits seit vielen Jahren zuverlässig eingesetzt.

Bauform Funktionsweise
Flügelrad Der Klassiker und eine der ältesten Formen der Messtechnik für Windgeschwindigkeiten sind Flügelrad-Anemometer. Die Flügelräder bieten eine konstante Größe für den durchdringenden Luftstrom. Weitere Größen, wie Reibungswiderstand und Gewicht der Flügel, können in die Messung der Geschwindigkeit einbezogen werden. So wird schließlich die Windgeschwindigkeit der Luftströmung ermittelt.
Hitzdraht Ein thermisches Anemometer heizt zur Messung der Geschwindigkeit des Luftstroms einen Heizdraht auf eine festgelegte Temperatur. Aus der Abkühlung und der Geschwindigkeit dieser Abkühlung sowie der Umgebungstemperatur erfolgt die Berechnung der Geschwindigkeit des Luftstroms.
Staurohr Mit einem Pitot-Rohr oder ähnlichen Messfühlern wird der Luftdruck gemessen, den die einströmende Luft erzeugt. Aus den gewonnenen Daten wird schließlich die Geschwindigkeit des Luftstroms ermittelt.

Moderne Anemometer haben meist digitale Anzeigen und ermitteln eine Vielzahl nützlicher Kennzahlen. Als Zubehör für die Messung in Kanälen und Schächten kommen Sonden mit Messfühlern zum Einsatz. Zur Auswertung der erhobenen Daten haben einige Anemometer USB-Schnittstellen beziehungsweise Bluetooth-Schnittstellen und mitgelieferte Computer-Software oder sie übertragen die Messwerte über Mobile Apps direkt an Smartphones und Tablets.

Einsatzbereiche von Anemometern

Anemometer sind in vielen Bereichen zu finden. Der älteste und bekannteste Einsatzzweck ist die Ermittlung der Windgeschwindigkeit im Rahmen der meteorologischen Wetterbeobachtung. Allerdings haben moderne Wettermessgeräte, die in ihrer Rolle weit über die Bestimmung von Windgeschwindigkeiten hinausreichen, wesentlich mehr Funktionen. Anemometer im engeren Sinn werden heutzutage an exponierten Stellen als Windwarnanlagen installiert.

Übrigens: Wettermessgeräte und Wetterstationen finden Sie ebenfalls bei uns im Shop.

Anemometer in der Gebäudeautomation

Die häufigste, moderne Anwendung finden Anemometer in der Gebäudeautomation. Hier werden die Windmesser zur Kontrolle von Lüftungs- und Klimaanlagen eingesetzt. Mit einem Anemometer lässt sich beispielsweise messen, wie viele Kubikmeter (m³) Luft durch den Auslass eines Lüftungsschachtes innerhalb einer Sekunde oder Minute strömen, um die Funktion solcher Anlagen zu prüfen.

Um genaue Messwerte zu erhalten, werden häufig Trichteraufsätze verwendet, die den gesamten Luftstrom zur Messstelle führen (Abbildung 2). In Kanälen und Rohren hingegen erfolgt die Messung mithilfe von Sonden (Abbildung 3).

Auch der Volumenstrom von Zugluft lässt sich mithilfe von Anemometern bestimmen. Hierfür reichen in der Regel kleine Taschen-Anemometer.

Bild: Messhaube für größere Luftauslässe zur Messunge des Volumenstroms

Anemometer im industriellen Einsatz

Im gewerblichen und industriellen Bereich sind Anemometer ebenfalls zur Kontrolle der Dimensionierung von Kanälen jeglicher Art und der Strömungskontrolle in technischen Anlagen im Einsatz.

Beispielsweise wird der Überdruck in Operationssälen von Krankenhäusern, welcher die Keimbelastung nach außen abtransportieren soll, mit Klimaanlagen und Anemometer sichergestellt.

Auch Windkraftanlagen enthalten Anemometer. Ebenfalls ein großes Einsatzfeld für Anemometer ist die Bewetterung von Bergwerken, die unbedenkliche Arbeitsbedingungen unter Tage zum Ziel hat.

Bild: Anemometer mit Staudrucksonde für die Messung von Kanälen

So finden Sie das geeignete Anemometer

Es gibt verschiedene Bauformen und Funktionsweisen von Anemometern. Die häufigsten sind:

  • Flügelrad-Anemometer sind meist besonders handlich. Das Flügelrad ist entweder fest im oder am Gehäuse montiert oder wird über ein Kabel mit dem Messgerät verbunden, wodurch etwas größere Flexibilität beim Durchführen der Messung besteht. Diese Klassiker unter den Anemometern bringen (je nach Modell) weitere Messwerte.
  • Ein Hitzdraht-Anemometer kann neben der Strömungsgeschwindigkeit auch die Temperatur des Luftstroms und weitere Größen messen. Für die Temperaturmessung ist ein thermischer Sensor notwendig. Das Thermo-Anemometer ist besonders kompakt und beinhaltet neben dem Messgerät eine Teleskopstange, die auch aus der Distanz den Luftstrom erreichen kann. Hitzdraht-Anemometer sind besonders empfindlich und können schon geringe Luftgeschwindigkeiten messen.
  • Ähnlich einem Hitzdraht-Anemometer ist das Staudruck-Anemometer nicht mit einem Flügelrad, sondern einem schlanken Straurohr ausgestattet. Diese Messgeräte können wie Flügelrad-Anemometer in den die Strömung der Luft gehalten werden und ermitteln so über eine Druck-/ Differenzdruckmessung die Geschwindigkeit des Luftstroms.

Für die Auswahl eines passenden Anemometers für Ihren Einsatzzweck können Sie in unserem Shop weitere, verschiedene Einstellungen treffen.

Messbereich Temperatur

Wählen Sie einen passenden Temperaturbereich anhand Ihrer Umgebungsbedingungen, denn die Dichte von Gasen und Flüssigkeiten ändert sich abhängig von der Temperatur. Ist Ihr Anemometer nicht für die thermischen Bedingungen zugelassen, können ungenaue Messwerte die Folge sein oder die Technik kann Schaden nehmen. Verfügbar sind Temperaturen zwischen – 10 und + 60 °C.

Messbereich Windgeschwindigkeit

Der erwartete Bereich der Windgeschwindigkeit ist wichtig für eine sinnvolle Skalierung. Im unteren Bereich geht es dabei um die Sensibilität des Messgeräts, die obere Grenze gibt den Maximalwert an, bis zu dem Ihnen Geschwindigkeiten zuverlässig angezeigt werden können. Eine Unterdimensionierung des Messbereichs kann zu Schäden am Anemometer führen. Erhältlich sind Messgeräte für 0 bis 80 m/s. Andere Einheiten der Geschwindigkeit werden bei manchen Messgeräten direkt angezeigt, andernfalls ist die Umrechnung per Hand oder mithilfe frei verfügbarer Onlinekonverter notwendig.

Kalibrierung

Dies gibt Auskunft darüber, nach welchem Standard die Geräte kalibriert sind. Insbesondere im gewerblichen Bereich sollten Sie sich vorab über für Sie geltende Vorschriften erkundigen.

  • DAkkS: Die Deutsche Akkreditierungsstelle ist ein nationales Gremium, welches Produktprüfungen und dabei zum Teil auch Konformitätsprüfungen mit technischen Standards wie DIN- und ISO-Normen durchführt, wodurch die internationale Harmonierung der Qualitätsmerkmale gewährleistet ist.
  • ISO: Die ISO-Norm 17713 ist eine internationale Richtlinie für Windmessungen. Die Zertifizierung gilt als für Hersteller vergleichsweise günstig, da oft kein akkreditierter Prozess hinter der Prüfung steht.
  • Werksstandard (ohne Zertifikat): Beim Werksstandard ohne Zertifikat werden Vergleichsprüfungen mit werkinternen Referenzgeräten durchgeführt. Es erfolgt keine Kalibrierung durch ein akkreditiertes Labor.
  • Werksstandard (mit Zertifikat): Werksstandards mit Zertifikat werden international akzeptiert, wenn die Prüfung nicht durch den Hersteller selbst, sondern durch einen unabhängigen Dritten erfolgt ist. Hierdurch wird der ordnungsgemäße Auslieferungszustand von Neugeräten bestätigt.

Unser Praxistipp: Notwendigkeit einer Kalibrierung

Für die Hersteller sind externe Qualitätsprüfungen mit erheblichen Kosten verbunden. Der Zertifizierungsprozess ist ein eigener Markt mit einem Dschungel aus Vorschriften. Wenn ein Messgerät keine international vergleichbare Zulassung hat, sollte Sie das als privater Anwender nicht unbedingt stören, denn es sagt nicht notwendigerweise etwas über die Qualität aus.

Wirklich mit derartigen Richtlinien und Vorschriften auseinandersetzen müssen sich in der Regel nur Einkäufer im industriellen Bereich, deren Firmen für die Einhaltung hoher Standards eigene Qualitätsabteilungen unterhalten.

        

Genauigkeit

Die Genauigkeit des Anemometers ist entscheidend für die zuverlässige Erhebung von Messwerten. Häufig werden Toleranzabweichungen von Messgeräten relativ in % angegeben. Umso kleiner der Prozentwert, desto präziser die ermittelten Daten. Manche Hersteller geben stattdessen die tolerierte Abweichung mit Absolutwerten in der zu messenden Einheit an, also beispielsweise 0,2 m/s.

Luftdurchsatz

Der Luftdurchsatz ist ein Maß für Anemometer zur Ermittlung von Volumenströmen. Er gibt die durchströmende Menge in m3 pro Zeiteinheit an. In unserem Shop finden Sie eine große Bandbreite beginnend bei 0,024 m3/min.

FAQ - häufig gestellte Fragen zu Anemometern

Luftgeschwindigkeitsmesser mit flexiblem Flügelrad für die Messung

Wie häufig kann ein Anemometer eingesetzt werden?

Anemometer sind im Rahmen ihrer Lebensdauer unendlich oft einsetzbar. Wichtig sind jedoch ein sachgemäßer Einsatz und die regelmäßige Kalibrierung. Hierbei unterstützen die Hersteller sowie weitere Dienstleister. Das Kalibrierintervall kann je nach Modell und Einsatz ein Jahr oder mehrere Jahre betragen.

Wie exakt misst ein Anemometer?

Ein Anemometer misst sehr exakt mit einer Messgenauigkeit von 3% oder weniger (je nach Modell). Wichtig ist in erster Linie der sachgemäße Einsatz des Anemometers.

Je nach Bauform und Messtechnik können dafür weitere Extras nötig oder eine bestimmte Vorgehensweise einzuhalten sein. In den Handbüchern zu den Geräten wird das richtige Vorgehen erklärt.

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