Wat is een sonische anemometer?
Een sonische anemometer is een instrument dat de windsnelheid meet met behulp van ultrasone transductie in vaste toestand. Het is ontworpen om ultrasone pulsen uit te zenden tussen tegenover elkaar liggende transducers om het effect van een windmedium op de mechanische energie van akoestische trillingen te meten. Door elektronische monitoring van pulstransittijden over een pad in paren of meerdere paren, detecteert een sonische anemometer windkracht en richting en kan andere meetwaarden afleiden, zoals temperatuur- en atmosferische veranderingen.
Metingen van pulstransits kunnen worden gedetecteerd in één, twee of driedimensionale stromen. Resolutie wordt bepaald door de padlengte tussen transducers, die typisch ongeveer 4 inch (ongeveer 10 cm) tot 8 inch (ongeveer 20 cm) is. Sonic-anemometerapparaten kunnen zelfs turbulente metingen uitvoeren met een fijne temporele resolutie van 20 hertz (Hz) of meer.
Aangezien de snelheid van het geluid kan worden beïnvloed door de temperatuur, kunnen deze instrumenten fungeren als thermometers, hoewel bekend is dat de snelheid van het geluid varieert. Het gebrek aan bewegende delen maakt ze geschikt voor gebruik op weersafhankelijke locaties, zoals weerstations, boeien en op andere zee- en ruimtevaartplaatsingen. In ontwerp kunnen ze worden bevestigd aan beugels, palen of andere ondersteunende structuren.
Metingen van verschillende elementen samen genomen laten de sonische anemometer werken; deze omvatten de spleetlengte tussen transducervlakken geplaatst in tegenoverliggende kompaspunten; de snelheid van geluid; snelheden van gasstroom; en de variabele tijd die een ultrasone puls nodig heeft om naar zijn tegenoverliggende transducer te reizen. Het instrument vergelijkt de snelheden van pulsen, bijvoorbeeld, die respectievelijk van noord naar zuid en van zuid naar noord reizen. Impulsen die tegen de wind in aankomen komen later aan dan die met de wind reizen; de twee maatregelen worden vergeleken en de windsnelheid wordt berekend. Sommige instrumenten laten ook diagnostiek toe om de machinefunctie te controleren in weersomstandigheden met nul windsnelheden. Ze zijn soms uitgerust met hygrometers, barometers en dataloggers voor het analyseren van vochtigheid en luchtdruk.
Een ander belangrijk aspect van de technologie van de sonische anemometer is de robuustheid van zijn fysieke kenmerken. Er zijn verschillende ontwerpen voor gespecialiseerde plaatsingsvoorwaarden. Instrumenten gemaakt voor zout water zijn bijvoorbeeld ontworpen om corrosiebestendig te zijn, een duidelijk voordeel ten opzichte van traditionele kop-en-vinanemometers. Een technologie die in staat is om van kleine variaties in windomstandigheden tot veranderingen als gevolg van zonneverwarming op grote schaal te meten, wordt in bijna elke omgeving gebruikt.
Anderen zijn gemaakt om extreme temperaturen en hoge windsnelheden te overleven. Zelfverwarmingsmogelijkheden beschermen ze tegen bevriezen. Sonic anemometers zijn ook ontwikkeld om plaatsing in gevaarlijke bevolkte omgevingen zoals industriële locaties, offshore-platforms, poolstations en zeeschepen te weerstaan.
In veldtoepassingen dient de sonische anemometertechnologie andere doelen dan het bewaken van het weerstation. Deze instrumenten werken in de beheersing van vervuiling, bouwveiligheid, landbouw en tal van andere contexten. Ze bieden een kleinschalige analoog voor windturbines door de beschikbaarheid van wind gedurende een jaar voor planning van windparken te beoordelen. Bovendien helpen ze bij de meteorologie van de luchtvaart, energie en rampenbestrijding. Deze apparaten dienen ook een groot aantal toepassingen in stedelijke, milieu- en civieltechnische contexten, en overal waar analyse van windomstandigheden een essentieel element vormt bij de besluitvorming.