Flügelradanemometer

Anemometer ist aus dem Griechischen und bedeutet Windmesser. Zur Messung von Strömungen in Gasen kann man heute mechanische, thermoelektrische, optische oder akustische Prinzipien nutzen. Zu den nach mechanischem Prinzip arbeitenden Geräten gehören die Flügelradanemometer und die Sonderform Schalenkreuzanemometer.

Sowohl beim Flügelradanemometer als auch beim Schalenkreuzanemometer wird durch Anströmung eine kreisförmige Bewegung erzeugt. Je schneller die auftreffende Strömung ist, desto häufiger drehen sich Flügelrad bzw. Schalenkreuz. Aus der Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit lässt sich also die Strömungsgeschwindigkeit ermitteln. Die Erfassung der Umdrehungszahl erfolgt häufig durch optische oder magnetische Sensoren.
Beim eigentlichen Flügelradanemometer sind mehrere Flügelflächen wie bei einem Propeller oder einem Windrad drehsymmetrisch um den Mittelpunkt angeordnet. Diese Flügelradanemometer sind wie Windräder und Windmühlen von der Windrichtung abhängig. Die Anströmung sollte deshalb bei dieser Bauform der Flügelradanemometer möglichst in Richtung der Drehachse, also senkrecht zur Drehkreisfläche erfolgen. Diese richtungsabhängigen Flügelradanemometer können jedoch für Festinstallationen mit einer Windrichtungsnachführung ausgestattet werden.
Als Sonderform der Flügelradanemometer kann man die Schalenkreuzanemometer einordnen. Diese funktionieren immer unabhängig von der Windrichtung. Beim Schalenkreuzanemometer sind drei oder vier Halbkugel- oder kegelförmige Schalen gleichmäßig um die vertikale Drehachse angeordnet und werden durch die auftreffende Strömung um die Achse gedreht. Im Gegensatz zum Flügelradanemometer liegt die Drehkreisfläche waagerecht zur Strömungsrichtung.

- für Windwarnungen zur Arbeits- und Baustellensicherheit
- zur Flugüberwachung für sichere Start – und Landebedingungen
- zur Standortermittlungen für Windkraftanlagen, große Industrieanlagen, mobile Großbühnen
- zur Verkehrssicherheit an windexponierten Straßen und Brücken
- für Agrarflieger zum Ausbringen von Streu- und Sprühmitteln in Land- und Forstwirtschaft,
nicht nur wegen der Flugsicherheit sondern auch wegen der Zielgenauigkeit
- auf Booten zur Kurseinhaltung und zur Sicherheit für Ladung und Besatzung
- zum sicheren Betrieb von Windkraftanlagen
- an Gebäuden zur Sturmsicherung z.B. von Verschattungsanlagen

- Prüfung von Lüftungs- und Klimaanlagen
- Nachweis der Funktionsfähigkeit von Luftabsaugvorrichtungen

Flügelradanemometer sind je nach Bauart nur für bestimmte Geschwindigkeitsbereiche geeignet. Für jeden Anwendungsfall ist also darauf zu achten, dass der Messbereich zur Messaufgabe passt.
Zudem ist es bei der Auswahl wichtig, ob mit dem Flügelradanemometer die Luftgeschwindigkeit permanent an einer Stelle erfasst oder ob Einzelmessungen an verschiedenen Stellen durchgeführt werden sollen. Für stationäre Flügelradanemometer ist die Datenübertragung an Auswertestationen üblich, aber auch bei mobilen Geräten sollte man auf die Speicher und Übertragungsmöglichkeiten achten, um die Auswertung der Messergebnisse zu vereinfachen.

Viele Flügelradanemometer haben Messbereiche von 1 bis 30 m/s. Das entspricht 3,6 bis 108 km/h. Diese Werte schließen die Windstärken 1 bis 11 ein, womit sehr viele Anwendungen abgedeckt werden können. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) als Bundesoberbehörde im Bereich des Ministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur verwendet für Windwarnungen eine an die Beaufort-Skala angelehnte Skala mit den Windstärken 0 bis 12.
Staurohranemometer können im Gegensatz zum Flügelradanemometer auch sehr viel höhere Geschwindigkeiten erfassen, was aber nur in einigen technischen Bereichen notwendig ist.

Flügelradanemometer für mobile Windmessungen sind häufig handliche kleine Geräte mit fest am Handgerät installiertem Flügelrad. Bei einigen ist das Flügelrad über eine bis zu 40cm lange, biegsame Schwanenhalshalterung angebracht, damit man nicht direkt an der Messstelle ablesen muss. Durch diese Ausführung wird die Messung der Strömungsgeschwindigkeit an schwer zugänglichen Stellen vereinfacht.
Für einige mobile Flügelradanemometer gibt es als Zubehör spezielle Aufsatztrichter, die die Messung der Strömungsgeschwindigkeit an Lüftungsöffnungen vereinfacht.
Stationäre Flügelradanemometer werden fest installiert und messen kontinuierlich die Wind- bzw. Strömungsgeschwindigkeit an gleicher Stelle. Häufig sind sie mit Schaltkontakten ausgestattet oder haben angeschlossene optische oder akustische Alarmgeber. Bei zu starkem Wind werden dann zum Beispiel Arbeiten im Freien eingestellt oder Jalousien und Markisen an Gebäuden werden automatisch eingefahren, damit sie nicht durch den Wind beschädigt werden.

Damit Windgeschwindigkeiten über längere Zeiträume erfasst und belegt werden können, übertragen viele stationäre Flügelradanemometer die Messdaten an Auswertestationen, wo sie auch gespeichert werden können. Einige Geräte erlauben die Datenspeicherung vor Ort über längere Zeit. Dies ist zum Beispiel für abgelegene Messstellen, die schwer erreichbar und deren Daten erst nach längerer Zeit ausgewertet werden sollen sinnvoll.
Aber auch beim mobilen Flügelradanemometer kann es vorteilhaft, wenn Daten direkt im Gerät gespeichert und später für die weitere Bearbeitung abgerufen werden können.
Einige Flügelradanemometer unterstützen die Auswertung durch die Berechnung des Durchschnittswertes und durch die Anzeige von Minimal- und Maximalwert.

In einem Flügelradanemometer können zusätzlich mehrere andere Sensoren integriert sein. Für Arbeiten, die nur unter bestimmten Klimabedingungen möglich sind, Untersuchungen der Arbeitsplatzbedingungen für Beschäftigte, in der Tier- und Pflanzenzucht und für den Freizeitsport oder andere Outdoor-Aktivitäten gibt es Flügelradanemometer, die mit zusätzlichen Sensoren viele andere Werte erfassen können. Dazu gehören zum Beispiel Luftfeuchte, Lufttemperatur, Luftdruck, Taupunkt, Feuchtkugeltemperatur, Hitzestressindex, UV-Strahlung, Höhe über NN, zusätzliche externe Temperatur über einen separaten Pt1000-Fühler.