Anemómetro ultrasónico. Métodos de medición remota de parámetros del viento. Satélites y cohetes
Un anemómetro es un instrumento meteorológico que mide la velocidad de las corrientes de aire y los vientos. Fue inventado en 1667. Los anemómetros modernos, además de características de velocidad masas de aire, medir la temperatura del aire.
Clasificación de anemómetros y principio de su funcionamiento.
Existen muchos tipos de anemómetros, pero los más utilizados para realizar mediciones son:
- taza;
- con alas;
- ultrasónico.
anemómetro de copa
El anemómetro de copa tiene el diseño más sencillo: un elemento móvil con cuatro palas. Tan pronto como el viento actúa sobre ellos, el eje comienza a girar y a transmitir datos al dispositivo de medición. Registra el número de rotaciones de las palas durante un período de tiempo específico. Este tipo de anemómetro es ideal para su uso en área abierta, por tanto valorado por los meteorólogos.
Anemómetro de paletas
El anemómetro de paletas es el instrumento más común para medir la velocidad de masas de aire. Consta de un impulsor protegido por un anillo y conectado directamente o mediante un cable flexible al instrumento de medición. Este diseño permite utilizarlo para registrar la velocidad del aire en lugares de difícil acceso.
anemómetro ultrasónico
Un anemómetro ultrasónico se usa con menos frecuencia para medir la velocidad del viento. Como su nombre indica, mide la velocidad del sonido en una habitación, que cambia según la dirección del movimiento de las masas de aire.
Además de la velocidad del viento, los dispositivos de dos componentes pueden determinar hacia dónde se mueve el viento según las partes del mundo. La velocidad del sonido en dichos equipos depende del tiempo que tardan los pulsos ultrasónicos en cubrir la distancia desde el emisor hasta el micrófono ultrasónico. Casi todos los anemómetros funcionan con baterías recargables o baterías recargables.
Ámbito de aplicación de los anemómetros.
Los equipos digitales modernos están equipados con una pantalla de cristal líquido. El resultado de la medición se muestra en él. Puede elegir en qué unidades mostrar la velocidad del viento y, a veces, conectar el dispositivo a una computadora, recopilar datos sincronizando el anemómetro con la hora de la PC o cargar la información recopilada en un archivo separado.
En la construcción se utiliza un anemómetro de paletas para determinar la velocidad de movimiento de masas de aire en ventilación, tuberías y pozos. Este dispositivo también se utiliza en agricultura para revisar los sistemas de aire acondicionado. El diagnóstico oportuno de la velocidad del movimiento de las masas de aire ayudará a prevenir diversas enfermedades en los animales y a detener o prevenir la propagación de infecciones. Mayoría modelos modernos Los anemómetros calculan la velocidad del viento, el volumen de las masas de aire e incluso la humedad del aire.
anemómetro ultrasónico
Este tipo de dispositivo aprovecha el hecho de que los ultrasonidos viajan más rápido en la dirección del viento. Por supuesto, un anemómetro ultrasónico mide tres componentes del vector del viento en un espacio tridimensional (Fig. 4.5). A lo largo de cada eje hay dos pares transmisor-receptor a una distancia de 0,1-0,5 m. El transmisor envía ondas ultrasónicas continuas o pulsadas.
Dependiendo de las direcciones de propagación del viento con una onda ultrasónica cuando la onda recorre una distancia d entre transmisor y receptor se define de la siguiente manera:
Dónde υ cautiverio - velocidad de propagación de ondas ultrasónicas, m/s; υ 1 - velocidad de propagación de la proyección del vector viento sobre el eje i, EM.
Diferencia en el tiempo de viaje d entre el transmisor y el receptor dos ondas ultrasónicas es:
La orientación de los transductores con respecto a la dirección de propagación del viento se muestra en la Fig. 4.6.
Arroz. 4.5. anemómetro ultrasónico
Arroz. 4.6. ( Ud. - velocidad de propagación de la onda ultrasónica; V-
velocidad del viento N - norte S - sur, W - oeste; mi - este)
Métodos para la medición remota de parámetros del viento.
Radiosonda Radiosonda - un dispositivo utilizado para medir determinados parámetros del viento y transmitir información a través del receptor. Además, contiene sensores de temperatura, humedad y presión atmosférica . Evaluaciones posición horizontal radiosonda en relación con el punto desde el que se lanzó se realiza utilizando Radar o Radar (del inglés RAdio Detección y Alcance (detección por radio y alcance): instalaciones para detectar y determinar la ubicación de objetos mediante radar. Este tipo de técnica de teledetección utiliza ondas electromagnéticas en el rango de 0,1 cm a 2 m (correspondientes a frecuencias de 100 MHz a 50.000 MHz). El objeto de estudio (radiosonda) se irradia y la radiación reflejada tiene una información operativa
en relación con las coordenadas de la radiosonda y los parámetros del viento. La altura que alcanza la radiosonda es de 20 km y la duración del vuelo es de 90 a 120 minutos.
Un anemómetro ultrasónico diseñado para la medición remota de los parámetros del viento se llama (del ingles ENTONCES y detección y determinación de distancias). El funcionamiento de este dispositivo se basa en el llamado efecto doppler: al irradiar un objeto que se mueve a gran velocidad υ, onda ultrasónica de una determinada longitud de onda Λ La onda se dispersa y la frecuencia (longitud de onda) de la onda ultrasónica dispersa depende de la velocidad del objeto. Desplazamiento de frecuencia Doppler de una onda ultrasónica dispersada en ángulo Θ moviéndose a velocidad υ , se describe mediante la expresión:
(4.13)
Dónde φ - ángulo entre la dirección de la velocidad υ y la dirección de propagación de la onda ultrasónica.
Un sodar ubicado en la superficie terrestre envía pulsos ultrasónicos hacia arriba (Fig. 4.7).
La frecuencia de las señales reflejadas desde la atmósfera adquiere un desplazamiento Doppler, cuya magnitud es proporcional a la velocidad de propagación del viento. El uso de sodar permite medir los parámetros del viento cada kilómetro de altitud hasta los 17 km sobre el nivel del mar.
La velocidad del viento, medida con anemómetros ultrasónicos, alcanza los 30 m/s.
La desventaja de los anemómetros ultrasónicos es la dependencia de la velocidad de propagación del ultrasonido de la temperatura, la humedad y la presión atmosférica, lo que requiere una calibración adecuada de los instrumentos.
Además, los equipos electrónicos aumentan el coste de los dispositivos de este tipo.
Lídar
Lídar(del inglés Light Inspection And Ranging), a diferencia del sodar, genera y registra pulsos láser. El principio de funcionamiento de un lidar para la determinación remota de los parámetros del viento es dispersar la radiación láser sobre aerosoles de aire (polvo, gotas de agua, partículas de polvo o contaminación, polvo o cristales de sal) que se mueven con la velocidad del viento y, posteriormente, registrar el desplazamiento Doppler ( ver 26.7.3). Semejante sistemas láser Le permiten medir y evaluar la velocidad y dirección del movimiento del viento y la turbulencia del aire a gran altura.
Diseñado en últimos años Los sistemas láser de fibra se caracterizan por una sensibilidad extremadamente alta (10-12).
Satélites y cohetes
Las radiosondas modernas determinan la velocidad y dirección del viento mediante un sistema posicionamiento global GPS (Sistema de posicionamiento global): un conjunto de equipos radioelectrónicos,
Arroz. 4.7. sodar
determinar la posición y la velocidad de movimiento de un objeto en la superficie de la Tierra o en la atmósfera.
Los parámetros de los flujos de aire a gran altura se evalúan mediante cohetes. Así, en 2012, la Agencia Espacial Estadounidense (NASA) lanzó cinco cohetes a intervalos de 80 segundos para estudiar los flujos de aire a alta velocidad en la atmósfera superior. El proyecto se llamó ATREX (Experimento de cohetes de transporte anómalo). El lanzamiento tuvo lugar en el centro de pruebas de la isla Wallops en Virginia.
A una altitud de unos 80 km, los cohetes liberaron un reactivo especial (trimetilaluminio), que reacciona con el oxígeno, acompañado de un brillo (los productos de tal reacción (óxido de aluminio, dióxido de carbono y vapor de agua) son inofensivos). Observar el resplandor permitirá a los científicos estudiar las corrientes de aire. De gran interés para los científicos son los flujos de alta velocidad (cientos de kilómetros por hora) a altitudes de 100 a 110 km, es decir, casi en la frontera con el espacio. Métodos tradicionales Es difícil estudiar estos flujos, ya que la densidad del aire a tales altitudes es bastante baja.
La teledetección del viento mediante satélites permite construir un mapa de los vientos en la superficie terrestre, así como estudiar los flujos de aire en la atmósfera.
Determinando la dirección del viento
Para determinar la dirección del viento utilice veleta, que tiene la forma de una placa de metal que gira alrededor de un eje vertical. Para medir simultáneamente la velocidad y la dirección del movimiento del aire, utilice anemorbiómetro.
El número de revoluciones de la hélice de este dispositivo se convierte en una secuencia. impulsos electricos, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del viento y el cambio de fase depende de la dirección. La transmisión de información sobre la dirección del viento en los dispositivos modernos se realiza mediante un potenciómetro (Fig. 4.8). Cambiar la posición de la reocorda en él provoca un cambio correspondiente. corriente eléctrica, pasando por el estator del sistema receptor, provocando la rotación del rotor de este sistema y la aguja indicadora.
La precisión para determinar la dirección del viento mediante un sistema potenciométrico es ±3
Arroz. 4.8.
Puede aumentar la precisión utilizando sistema selsyn(Figura 4.9). La rotación del rotor del sensor Selsyn provoca la aparición de un EMF proporcional al seno del ángulo de rotación, lo que provoca la aparición de una corriente eléctrica en el estator del receptor Selsyn correspondiente. campo magnético, lo que hace que gire el rotor del receptor conectado al indicador.
Arroz. 4.9.
(indicador de dirección del viento) está destinado a definición visual direcciones del viento. Consiste en una media de tela con forma de cono truncado, un marco de construcción y elementos de fijación (Fig. 4.10). Montado sobre un mástil. Las mangas de viento se utilizan en aeropuertos y plantas químicas donde existe riesgo de fuga de sustancias gaseosas.
Para determinar la dirección dominante del viento se utiliza rosa de los vientos- un diagrama vectorial que caracteriza la velocidad y dirección del viento en un área específica según observaciones a largo plazo.
Arroz. 4.10.
Arroz. 4.11.
Parece un polígono en el que las longitudes de los rayos que divergen del centro del diagrama son diferentes direcciones(rumbach), proporcional
recurrencia de vientos en estas direcciones (Fig. 4.11).
La Organización Meteorológica Internacional exige instrumentos diseñados para medir la dirección del viento para determinar la dirección del viento en un rango de velocidad del viento de 0,5 a 50 m/s con una resolución de ±20 a ±5°.
Anemómetro — es un instrumento diseñado para determinar la velocidad del viento en tiempo real o mediante cálculos. Hay tres tipos de anemómetros:
- taza;
- ultrasónico;
- térmico.
anemómetro de copa
Este dispositivo es uno de los más antiguos (conocido desde el siglo XIX) y el más primitivo. Es un eje sobre el que se unen las copas de forma suelta de tal forma que su plano esté siempre en posición vertical. Las corrientes de aire empujan las copas, la velocidad de su rotación es la velocidad del viento.
anemómetro ultrasónico
El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en los cambios de intensidad del sonido en función de la velocidad del viento. Así, midiendo el primero, se determina el segundo. Además, con la ayuda de instrumentos modernos, es posible conocer la dirección del viento en dos (anemómetro bidimensional) o en tres planos (tridimensional). anemómetro). Algunos modelos tienen función adicional determinar la temperatura o la humedad del aire. Los dispositivos son compactos y fáciles de usar. Por diseño, pueden ser digitales, con impulsor remoto o incorporado.
Anemómetro térmico
El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en la dependencia de la resistencia del metal de la velocidad del viento. El diseño de un anemómetro térmico contiene un filamento de tungsteno a lo largo del cual fluye CORRIENTE CONTINUA.. Cuando se produce viento, la resistencia del hilo cambia y la intensidad de la corriente cambia en consecuencia. Este valor se registra y se convierte en un valor de velocidad. Los dispositivos térmicos son bastante frágiles y propensos a desgastarse rápidamente. Hoy en día se utilizan para controlar el flujo de aire hacia los motores de los automóviles.
Cómo tomar la decisión correcta
Antes de comprar un anemómetro , Tiene sentido evaluar las condiciones en las que se utilizará, el propósito de la adquisición y, en base a esto, tomar la decisión correcta.
- Necesidad de medición gran cantidad cantidades Algunos dispositivos pueden registrar 4 o más parámetros.
- Precisión de medición. Al determinar la velocidad del viento de salida. rejillas de ventilación, las salidas de aire deben tener la máxima precisión. Para utilizar el dispositivo con fines domésticos, normalmente no es necesario. El más preciso y caro es un anemómetro digital. Para medir la velocidad del viento con el fin de controlar el clima, es adecuado cualquier diseño que determine el valor con una precisión de hasta un metro.
- La necesidad de medir velocidades ultrabajas. Esto requiere instrumentos altamente sensibles. Dichos dispositivos no son adecuados para un uso constante; es inaceptable que entren granos de arena o partículas de polvo en el interior de la estructura.
Amplia selección instrumentos de medida en
Fue realizado previamente. Pudo calcular la proyección de la velocidad del viento en la línea entre el receptor y el transmisor. Para obtener el vector velocidad del viento en un plano (2D) se requiere una segunda coordenada, que obtenemos si añadimos un segundo sensor perpendicular al primero. En este caso, puede arreglar el anemómetro de forma permanente; no es necesario usar una veleta y organizar de alguna manera los contactos móviles.
Primera versión
Dicho y hecho, y de forma exhaustiva. 
Soldé una cruz con trozos de tubos de polipropileno. Desoldé todos los sensores y los extendí con cables que coloqué dentro de las tuberías. La distancia entre los sensores fue de 70 cm.
El código del programa es así.
Código de programa para la primera versión de un anemómetro de dos ejes.
#incluir
Los dos últimos números dan la velocidad y dirección del viento horizontal deseada. La dirección se calcula como un acimut hacia el norte y se expresa en grados. Girar en el sentido de las agujas del reloj.
Por desgracia, los resultados me decepcionaron. 
Cuando se promedian más de 25 mediciones, las lecturas en aire en calma saltan a un promedio de 1,5 m/s, y las mediciones se toman aproximadamente una vez por segundo. Si se promedian 10 veces más lecturas, la situación mejora, pero no resuelve fundamentalmente el problema. Además, a juzgar por el gráfico de velocidades en dos ejes, un par de sensores produce mucha más radiación que el otro. 
Lo más probable es que el problema esté en los cables con los que extendí los sensores. Tendremos que rehacerlo.
Segunda versión
Hay otra razón para rehacer todo. Como se señaló en el primero, la velocidad del sonido cambiará en 1 m/s con un cambio de temperatura de aproximadamente 1,5 °C. Los errores de medición en ambos ejes se suman. Debe comprender que las ráfagas de aire cálido o frío pueden distorsionar significativamente las lecturas de dicho anemómetro. No tiene sentido leer 4 m/s cuando sopla una ligera brisa cálida. 
Del diagrama del experimento a escala real se desprende claramente que incluso un cambio lento de temperatura provoca una desviación en la velocidad medida, y cambio rápido La temperatura en 1 grado cambió abruptamente la velocidad del viento medida en 1,5 m/s, mientras que el sensor de temperatura procesa lentamente este cambio. Es importante señalar que este experimento se llevó a cabo directamente en mi mesa y el cambio de temperatura fue natural: no toqué nada ni calenté nada artificialmente.
Y aquí viene al rescate el mismo principio que cuando se mide la distancia. Si recordamos, los sensores del HC-SR04 original están ubicados juntos, por lo que los resultados no dependen de la presencia de viento. Si se mide la velocidad del sonido a una distancia conocida, primero en una dirección y luego en la otra, entonces la diferencia entre estas dos lecturas, dividida por la mitad, será la velocidad del viento deseada en proyección sobre este eje. Al mismo tiempo, un cambio de temperatura en el rango de ±25°C da un error de ±4%, lo cual no es en absoluto crítico y podemos prescindir de un termómetro. ¿Y por qué necesitamos un termómetro? Si conocemos el tiempo de viaje de la señal en ambas direcciones, entonces usando las fórmulas de podemos calcular fácilmente la temperatura, lo que significa que podemos aclarar la velocidad del viento.
Solo hay un pequeño inconveniente: tendrás que usar dos HC-SR04 en el mismo eje. En los diseños industriales, los sensores desempeñan alternativamente el papel de receptor y transmisor. En nuestro caso, para hacer esto, tendremos que conectar los tweeters directamente al arduino y generar programáticamente 8 pulsos de 40 kHz en uno, y luego aislarlos del otro. Conociendo ciertas dificultades en este camino, me parece más fácil comprar 2 sensores más por 55 rublos cada uno e intentar salir adelante. poca sangre. Esto es lo que haré la próxima vez. Mientras tanto, usaré dos sensores para medir la velocidad del viento a lo largo de un eje y mediré la temperatura en esta configuración. problema principal aquí para eliminar la interferencia que proporciona una gama tan amplia de lecturas en aire en calma.
Diseño
Armada con un soldador, la estructura fue soldada sin piedad en sus componentes. Nueva versión Decidí no hacerlo a fondo, pero fue en vano. Nunca adivinarás dónde lo encontrarás o dónde lo perderás. Resultó algo como esto. 
En primer lugar, se colocó el receptor lo más cerca posible de la placa y el transmisor se retiró sólo 20 cm. El segundo conjunto se giró 180 grados y los tweeters se fijaron por pares con cinta aislante. Cuanto más exactamente se mantenga la alineación de ambos pares de sensores, mejor. Idealmente, deberíamos obtener lecturas de velocidad de señal absolutamente idénticas en ambas direcciones en aire en calma. Las pruebas de campo confirmaron nuestra teoría. Esta configuración produce poca interferencia y muy lecturas precisas independientemente de la temperatura, como lo confirma el siguiente gráfico. 
Al principio intenté simplemente soplar en la dirección del par azul al negro. Mis pulmones claramente no son suficientes. Pero lo interesante es que el aire en los pulmones logró calentarse 1°, lo que antes habría provocado un salto de velocidad de 1,5 m/s, porque DS18B20 simplemente no notó nada. Tenga en cuenta que mis pulmones sólo son capaces de alcanzar 0,5 m/s. Luego, encendí un ventilador de piso grande y dirigí todo del azul al negro. Se puede ver cómo el aire más frío salía del fondo de la habitación e incluso el DS18B20 empezó a trabajar en esta reducción, pero ahora sus valores no se utilizan para calcular la velocidad. Descubrí que mi ventilador soplaba a una velocidad de aproximadamente 2 m/s. Luego, durante la pausa, vemos un aumento gradual de la temperatura y una excelente correlación entre las temperaturas calculadas y medidas. Al final instalé un ventilador en el otro lado y obtuve 2 m/s en la dirección opuesta con una caída de temperatura. ¡Hurra, camaradas, funciona!
Programa de cálculo de la velocidad del viento.
Código de programa para la segunda versión de un anemómetro que consta de dos sensores ultrasónicos
#incluir
El programa funcionará sin sensores DHT-21 y DS18B20. DS18B20 no se utiliza en ninguna parte para los cálculos de este código; solo se muestra en el terminal como referencia. Sin sensor de humedad, la temperatura se calculará como para aire con 50% de humedad. En la práctica esto introduce muy pocos errores. Estos sensores no tienen ningún efecto en las mediciones de la velocidad del viento.
En realidad, esto es todo lo que se puede extraer de dos HC-SR04. Para obtener el vector de velocidad del viento en el avión, es necesario agregar 2 sensores más perpendiculares a los primeros y, usando las fórmulas de la primera versión, obtener la velocidad y dirección completas. Haré esto tan pronto como lleguen los sensores adicionales que pedí.
PD
Los sensores llegaron hace mucho tiempo, el diseño se rehizo 2 veces más y al final funcionó como debía, pero este anemómetro ultrasónico nunca llegó al techo, así que todavía no he escrito una secuela, aunque la idea está funcionando.
PPS 2018
Debido a numerosas solicitudes, publico el boceto final, que no requiere bibliotecas (excepto EEPROM estándar) y funciona con 4 sensores. Codifique con todo tipo de ventajas, como calibración integrada y almacenamiento de valores de calibración en memoria no volátil. Y lo más importante. El problema descrito anteriormente con errores en uno de los ejes no estaba relacionado con los cables, sino con los sensores que funcionan en la misma habitación. bloques de pulso Fuente de alimentación para ordenador, monitor, etc. (Su circuito de conversión funciona a una frecuencia cercana de 40 kHz). Me decidí por el problema de alejar el sensor de interferencias (con transmisión de datos a través de Bluetooth). De lo contrario funciona. Esta es una versión para sensores soldados, pero hay una manera de no soldarlos. Si vuelvo al proyecto, lo implementaré.
Para este código, no importa cuál sea la distancia entre los sensores. Debe colocar el dispositivo en una zona sin viento (y sin ruido impulsivo) y emita 2 comandos varias veces a través de la terminal:
Primero - temperatura actual usando un termómetro de referencia (cualquiera de la calle), el segundo le dice al controlador que la velocidad del viento ahora es 0. Según estos datos, calculará la distancia entre los sensores y los escribirá en la EEPROM. Todas las mediciones adicionales se basarán en estos valores.
Código final de anemómetro para 4 sensores HC-SR04
// WindSpeed v.4 - Anemómetro // Copyright Evgeny Istomin gena@regimov.. El receptor y el transmisor están espaciados en extremos opuestos de la cruz // El diagrama muestra la posición de los receptores para el cálculo correcto de la dirección y la fuerza del viento // HC-SR04 No. 1 // Norte (0 gr) // o // | // | // HC-SR04 No. 2 o-------|---------o HC-SR04 No. 4 // Oeste (270g) | Oriente (90 gr) // | // o // HC-SR04 No. 3 // Sur (180 g) // al elegir el material de la cruz, siga http://temperatures.ru/pages/temperaturnyi_koficient_lineinogo_rashirniya // mejor elección material: tubería Invar 36H, pero el hierro común también es muy adecuado :-) #define DEFINE_DISTANCE 0.22 // distancia aproximada entre los sensores, medida con una regla, en metros. #define MES_PAUSE 90 // Pausa entre mediciones para atenuar los reflejos. En realidad, necesitas al menos 1 ms. #define MES_AVERAGE 8 // cuántas mediciones promediar para la temperatura. #define PRINT_PERIOD 500 // período para enviar mediciones al terminal, ms #include
Se trata de un instrumento meteorológico diseñado para medir la velocidad del flujo de aire y, en particular, del viento. hay muchos varios tipos Los anemómetros, sin embargo, los más comunes consisten en un molinete de copa (o paleta), que está montado sobre un eje conectado al mecanismo de medición. Cuando se produce un flujo de aire, el viento empuja las copas y las pone en movimiento, por lo que comienzan a girar alrededor de su eje. En este momento, el mecanismo de medición lee la información, analiza y muestra el valor de la velocidad del viento.
El anemómetro se utiliza principalmente en estaciones meteorológicas. Además, estos dispositivos se instalan en empresas equipadas con sistemas de aire acondicionado para locales industriales. Se utiliza un anemómetro siempre que sea necesario medir la velocidad del flujo de aire.
En en este momento, los anemómetros son principalmente instrumentos digitales o electrónicos. Además de medir la velocidad media del viento durante un período, son capaces, según el modelo, de medir la dirección del viento, el caudal volumétrico del aire, la humedad, la temperatura (anemómetro caliente) y la presión. Así, el anemómetro se convierte en una estación meteorológica portátil.
Dependiendo de características de diseño y principio de funcionamiento, existen varios tipos de anemómetros:
Anemómetro de copa;
Anemómetro de paletas (hojas);
Anemómetro térmico (anemómetro de tipo ultrasónico).
También existen otros tipos más exóticos (neumoanemómetros o anemómetros térmicos), sin embargo, casi nunca se utilizan o se utilizan en áreas estrechas en condiciones de laboratorio. Por ejemplo, existe un anemómetro, cuyo principio se basa en medir la temperatura de una placa o de un fino filamento expuesto. Sobre esta placa o hilo sopla viento, cuya velocidad hay que medir. Cuando el viento sopla sobre el plato, se enfría. Al mismo tiempo, cuanto más fuerte sopla el flujo de aire, más se enfría la placa. Aquellos. A partir de la temperatura de la placa se puede calcular la velocidad del viento. Un anemómetro de este tipo se llama anemómetro térmico y, aunque este dispositivo no es inercial ni muy preciso, tiene muchas desventajas en forma de confiabilidad y la necesidad de una calibración constante. El anemómetro térmico es extremadamente raro; es un dispositivo bastante exótico.
anemómetro de copa
El anemómetro de copa fue inventado por John Robinson en 1846. Este fue el primer dispositivo para medir la velocidad del viento, de diseño simple. Este anemómetro debe su nombre a la forma de sus palas en forma de hemisferios, similares a copas.
Los anemómetros de copa pueden medir la velocidad del viento en un solo plano, perpendicular al eje de rotación. El flujo de aire hace girar las copas y la velocidad de su rotación se utiliza para calcular la velocidad del viento.
Anemómetro de paletas
El anemómetro de paletas, también llamado "anemómetro de palas", y si su nombre (anemómetro de molino de viento) se traduce literalmente al ruso - "anemómetro de molino", apareció como resultado de la evolución y desarrollo del anemómetro de copa.
La principal diferencia entre un anemómetro de paletas y un anemómetro de copa es que la parte que capta la velocidad del viento tiene forma de ventilador y no de copas. El flujo de aire que golpea el ventilador hace girar las aspas y la velocidad del viento se mide por su velocidad de rotación.
Un anemómetro de veleta puede parecerse a una veleta. Éste, como una veleta, cambia de dirección según la dirección del viento, alineándose a lo largo de él. Las palas fijadas al extremo del anemómetro giran a la velocidad del viento. En consecuencia, además de la velocidad del flujo de aire, un anemómetro de paletas puede determinar la dirección del viento, y esta es su ventaja sobre un anemómetro de copa.
Anemómetro térmico (Anemómetro ultrasónico)
Un anemómetro de hilo caliente o anemómetro ultrasónico es esencialmente un dispositivo acústico. El principio de funcionamiento de los anemómetros ultrasónicos es medir la velocidad del sonido, que cambia según la dirección del viento. La información sobre las características medidas del sonido se convierte en una señal, gracias a la cual se calcula la velocidad del sonido.
Un anemómetro ultrasónico, en comparación con los dos primeros tipos de anemómetros, es mucho más moderno y, por lo tanto, dicho anemómetro se utiliza con mayor frecuencia para integrarlo en sistemas de automatización. El anemómetro térmico es un dispositivo de control y medición completo.
El principio de funcionamiento de dicho anemómetro es que la velocidad del sonido cambia según la dirección en la que se mide, es decir, Se utiliza la propiedad de la dependencia de la velocidad del sonido con la dirección del viento. Un anemómetro ultrasónico, en primer lugar, mide la velocidad del sonido, y solo luego, utilizando una unidad electrónica digital, mediante transformaciones se calcula la velocidad del viento. Sin embargo, ¿por qué al anemómetro de hilo caliente se le llama “termo”? Al igual que un sensor de temperatura acústico convencional, este anemómetro detecta la temperatura del viento.
Sin embargo, a pesar de que hemos combinado en un solo grupo dispositivos que funcionan según el principio de medir la velocidad del sonido, todavía existen diferencias dentro de este grupo. Existen anemómetros ultrasónicos bidimensionales y tridimensionales, así como anemómetros de hilo caliente. Un anemómetro 2D sólo puede medir la velocidad y la dirección de los flujos de aire horizontales. Un anemómetro tridimensional es capaz de medir parámetros físicos primarios, como el tiempo de viaje del pulso, y luego convertirlos en tres componentes de la dirección del viento. El anemómetro de hilo caliente, además de tres componentes de la dirección del viento, también tiene la capacidad de medir la temperatura del aire mediante el método ultrasónico.
