Jste zde

Anemometr WindSonic - ultrazvukový snímač větru

Antonín Vojáček, 31. Srpen 2011 - 22:07

Měření parametrů větru není nutné jen elektromechanickým snímačem v podobě rotující vrtule, ale i čistě elektronicky u snímače bez pohyblivých částí. Jde o ultrazvukové snímače WindSonic.

Při sledování aktuálně probíhajícího mistrovství světa v atletice mě zaujal plně elektronický snímač síly a směru větru (anemometr) s označením WindSonic. Ten se proti tradičním elektromechanickým anemometrům s rotující „vrtulkou“ a natáčeným „ocasem“ vyznačuje konstrukcí plně postrádající jakékoliv pohyblivé části. Celé měření probíhá čistě elektronicky. Tím nejen odpadá nutný a často na přesnost problematický převod pohybu na elektrický signál, ale snímač má výrazně delší životnost a odolnost proti poškození. Výrobci těchto snímačů obvykle uvádějí min. 15 let. Jedné, co je nutné zajistit, je čistý měřící prostor prostý prachu či pevných objektů.

Ultrazvukový princip měření větru WindSonic vyvinula americká společnost GILL Instruments. Například je využíván právě při velkých atletických závodech pro zjištění velikosti větru a jeho vlivu na výkony atletů, dále také na monitorování větru na výškových budovách či jeřábech, samozřejmě pro potřeby meteorologie, monitorování podmínek na mostech či v tunelech, na lodích, malých letištích apod.

 

Princip funkce technologie WindSonic

Ultrazvukový anemometr WindSonic využívá metody měření a porovnávání doby šíření ultrazvukového pulsu mezi jeho vysílačem a protilehlým přijímačem. Tato doba šíření je ovlivňována rychlostí proudění větru. Například fouká-li vítr ve směru od vysílače k přijímači, puls dorazí k přijímači rychleji, než když vítr fouká v opačném směru. Pokud čas šíření změříme, známe jeho hodnotu při nulovém větru a také známe přesnou vzdálenost vysílače a přijímače, lze snadno spočítat jeho rychlost.

Protože anemometr musí určovat nejen rychlost větru, ale i jeho směr, je WindSonic vybaven hned dvěma páry ultrazvukových vysílačů-přijímačů situované do pozice sever-jih (N-S) a západ–východ (W-E). Pokud vítr fouká pouze přesně ve směru sever-jih (N-S) projeví se tento fakt pouze v odlišném času šíření pulsu této dvojce vysílač-přijímač (N-S), ale již neovlivní rychlost šíření ve směru W-E. Když pak vítr fouká například ve směru od severovýchodu, projeví se to v době šíření obou ultrazvukových „tras“, tedy N-S i W-E.

Vyhodnocovací elektronika pak může celkem snadno spočítat úhel směru větru i jeho rychlost, kterou pak dále digitálně zpracovávat například počítáním průměrných hodnot v zadaných časových úsecích, jejich záznam apod.

Navíc tento systém je proti elektromechanickému více odolný proti ovlivnění měření, protože v případě jakékoliv překážky ve směru ultrazvuku k přijímači nebo poškození snímače způsobí úplnou ztrátu nebo zeslabení ultrazvukového signálu, což elektronika může snadno vyhodnotit a signalizovat.

 

Základní parametry snímače WindSonic:

  • Měření rychlosti:
    • rozsah: 0 až 60 m/s
    • chyba měření:+/- 2%
    • rozlišení: 0,1 m/s
    • odezva: 0,25 s
  • Měření směru:
    • rozsah: 0 až 359° (případně 0 až 539° - měření otáčení větru)
    • chyba měření: +/- 3°
    • rozlišení: 1°
    • odezva: 0,25 s
  • Frekvence měření: 0,25 až 4 Hz
  • Výstup:
    • analogový (0-5 V, 0/4-20 mA)
    • datový (sériová komunikace RS-232/422/485)
  • Krytí: IP65
  • Provozní teplota: -35 až 70°C
  • Udávaná životnost: min. 15 let
  • Další: PC software pro grafické zobrazení rychlosti a směru (aktuální, průměrná, záznam průběhu atd.)

 

Z materiálů výrobce vytvořil: Antonín Vojáček

DOWNLOAD & Odkazy

Hodnocení článku: 

Komentáře

Anonymous (neověřeno) - 1. Září 2011 - 12:19

Jenom pro doplneni - pokud to pouziva zvukovou (ultrazvukovou) vlnu, tak je mechanicka cast reproduktor a mikrofon :o)
Ale uznavam, ze lepsi nez vrtulka a korouhvicka