Qu'est-ce qu'un anémomètre sonique?
Un anémomètre sonique est un instrument qui mesure la vitesse du vent en utilisant une transduction ultrasonore à l'état solide. Il est conçu pour émettre des impulsions ultrasonores entre des transducteurs opposés afin de mesurer l’effet d’un vent sur l’énergie mécanique des vibrations acoustiques. En surveillant électroniquement les temps de transit des impulsions sur un trajet, par paires ou par paires, un anémomètre sonique détecte la force et la direction du vent et peut déduire d’autres lectures telles que la température et les changements atmosphériques.
Les mesures des transits d'impulsions peuvent être détectées dans des flux à une, deux ou trois dimensions. La résolution est déterminée par la longueur du trajet entre les transducteurs, qui est généralement d'environ 4 pouces (environ 10 cm) à 8 pouces (environ 20 cm). Les anémomètres Sonic offrent même des mesures turbulentes avec une résolution temporelle fine de 20 hertz (Hz) ou plus.
Comme la vitesse du son peut être affectée par la température, ces instruments peuvent fonctionner comme des thermomètres, bien qu'il soit connu que la pluie fait varier la vitesse du son. L'absence de pièces mobiles les rend aptes à être utilisés dans des endroits défavorables aux conditions météorologiques, tels que des stations météorologiques, des bouées et dans d'autres emplacements maritimes et aérospatiaux. Dans leur conception, ils peuvent être apposés sur des supports, des poteaux ou d’autres structures de support.
Les mesures de divers éléments pris ensemble permettent à l'anémomètre sonique de fonctionner; ceux-ci incluent la longueur de l'espace entre les faces du transducteur placées dans des points cardinaux opposés; la vitesse du son; vitesses de débit de gaz; et le temps variable nécessaire à une impulsion ultrasonore pour atteindre son transducteur opposé. L'instrument compare les vitesses des impulsions, par exemple, voyageant du nord au sud et du sud au nord, respectivement. Les impulsions voyageant contre le vent arrivent plus tard que celles voyageant avec le vent; les deux mesures sont comparées et la vitesse du vent est calculée. Certains instruments permettent également aux diagnostics de vérifier le fonctionnement de la machine dans des conditions météorologiques sans vent. Ils sont parfois équipés d'hygromètres, de baromètres et d'enregistreurs de données permettant d'analyser l'humidité et la pression barométrique.
Un autre aspect clé de la technologie des anémomètres soniques est la robustesse de ses caractéristiques physiques. Différents modèles existent pour des conditions de placement spécialisées. Par exemple, les instruments conçus pour l’eau salée sont conçus pour résister à la corrosion, ce qui constitue un net avantage par rapport aux anémomètres à tasse et à palette traditionnels. Une technologie capable de mesurer de légères variations des conditions de vent aux changements dus au chauffage solaire à grande échelle peut être utilisée dans presque tous les environnements.
D'autres sont conçus pour résister aux températures extrêmes et aux vents violents. Les capacités d'auto-échauffement les protègent du gel. Les anémomètres Sonic sont également conçus pour résister au placement dans des environnements peuplés dangereux tels que des sites industriels, des plates-formes offshore, des stations arctiques et des navires océaniques.
Dans les applications sur le terrain, la technologie des anémomètres soniques sert d'autres objectifs que la surveillance des stations météorologiques. Ces instruments fonctionnent dans les domaines de la lutte contre la pollution, de la sécurité des bâtiments, de l’agriculture et de nombreux autres. Ils fournissent un analogue à petite échelle pour les éoliennes en évaluant la disponibilité du vent pendant toute l’année pour la planification des parcs éoliens. En outre, ils aident à la météorologie aéronautique, à l’énergie et au contrôle des catastrophes. Ces dispositifs servent également une multitude d'applications dans les contextes de génie urbain, environnemental et de génie civil, et partout où l'analyse des conditions de vent fournit un élément vital dans la prise de décision.