Che cos'è un anemometro sonico?
Un anemometro sonico è uno strumento che misura la velocità del vento usando la trasduzione ultrasonica a stato solido. È progettato per emettere impulsi ultrasonici tra i trasduttori opposti al fine di misurare l'effetto di un mezzo eolico sull'energia meccanica delle vibrazioni acustiche. Tramite il monitoraggio elettronico dei tempi di transito degli impulsi attraverso un percorso in coppie o coppie multiple, un anemometro sonico rileva la forza e la direzione del vento e può dedurre altre letture come la temperatura e i cambiamenti atmosferici.
Le misurazioni dei transiti di impulsi possono essere rilevate in flussi uno, due o tridimensionali. La risoluzione è determinata dalla lunghezza del percorso tra i trasduttori, che in genere va da circa 10 cm a circa 4 pollici (circa 20 cm). I dispositivi di anemometro sonico servono anche misurazioni turbolente con una risoluzione temporale di 20 hertz (Hz) o superiore.
Poiché la velocità del suono può essere influenzata dalla temperatura, questi strumenti possono funzionare come termometri, sebbene sia noto che la pioggia vari la velocità del suono. La mancanza di parti in movimento le rende idonee all'uso in luoghi avversi, quali stazioni meteorologiche, boe e altri luoghi marittimi e aerospaziali. Nella progettazione, possono essere applicati su staffe, pali o altre strutture di supporto.
Le misurazioni di vari elementi presi insieme consentono all'anemometro sonico di funzionare; questi includono la lunghezza dello spazio tra le facce del trasduttore posizionata in punti compositivi opposti; la velocità del suono; velocità del flusso di gas; e il tempo variabile impiegato da un impulso ad ultrasuoni per spostarsi sul trasduttore opposto. Lo strumento confronta le velocità degli impulsi, ad esempio viaggiando rispettivamente da nord a sud e da sud a nord. Gli impulsi che viaggiano contro il vento arrivano più tardi di quelli che viaggiano con il vento; le due misure vengono confrontate e viene calcolata la velocità del vento. Alcuni strumenti consentono inoltre alla diagnostica di controllare il funzionamento della macchina in condizioni meteorologiche con velocità del vento pari a zero. A volte sono dotati di igrometri, barometri e registratori di dati per l'analisi dell'umidità e della pressione barometrica.
Un altro aspetto chiave della tecnologia dell'anemometro sonico è la robustezza delle sue caratteristiche fisiche. Esistono vari design per condizioni di posizionamento specializzate. Ad esempio, gli strumenti realizzati per l'acqua salata sono progettati per resistere alla corrosione, un vantaggio evidente rispetto agli anemometri tradizionali a tazza e banderuola. Una tecnologia in grado di misurare da lievi variazioni delle condizioni del vento a cambiamenti dovuti al riscaldamento solare su larga scala è utilizzata in quasi tutti gli ambienti.
Altri sono fatti per resistere a temperature estreme e velocità del vento elevate. Le capacità di auto-riscaldamento li proteggono dal congelamento. Gli anemometri sonici sono inoltre sviluppati per resistere al posizionamento in ambienti popolati pericolosi come siti industriali, piattaforme offshore, stazioni artiche e navi oceaniche.
Nelle applicazioni sul campo, la tecnologia dell'anemometro sonico ha altri obiettivi oltre al monitoraggio delle stazioni meteorologiche. Questi strumenti funzionano nel controllo dell'inquinamento, nella sicurezza degli edifici, nell'agricoltura e in numerosi altri contesti. Forniscono un analogo su piccola scala per le turbine eoliche, valutando la disponibilità di vento per tutto l'anno per la pianificazione del parco eolico. Inoltre, aiutano nella meteorologia aeronautica, nell'energia e nel controllo delle catastrofi. Questi dispositivi servono anche una serie di applicazioni in contesti di ingegneria urbana, ambientale e civile e ovunque l'analisi delle condizioni del vento costituisce un elemento vitale nel processo decisionale.