Τι είναι το Sonic Anemometer;

Ένα ηχητικό ανεμόμετρο είναι ένα όργανο που μετρά την ταχύτητα του ανέμου χρησιμοποιώντας μετατροπή υπερήχων στερεάς κατάστασης. Έχει σχεδιαστεί για να εκπέμπει παλμούς υπερήχων μεταξύ αντιτιθέμενων μορφοτροπέων προκειμένου να μετρήσει την επίδραση ενός αιολικού μέσου στη μηχανική ενέργεια των ακουστικών δονήσεων. Με την ηλεκτρονική παρακολούθηση των χρόνων διέλευσης παλμών σε μια διαδρομή σε ζεύγη ή πολλαπλά ζεύγη, ένα ηχητικό ανεμόμετρο ανιχνεύει τη δύναμη και την κατεύθυνση του ανέμου και μπορεί να συναγάγει άλλες μετρήσεις όπως η θερμοκρασία και οι ατμοσφαιρικές αλλαγές.

Οι μετρήσεις των διελεύσεων παλμών μπορούν να ανιχνευθούν σε μονοδιάστατες, δύο ή τρισδιάστατες ροές. Η ανάλυση καθορίζεται από το μήκος διαδρομής μεταξύ των μορφοτροπέων, το οποίο είναι συνήθως περίπου 4 ίντσες (περίπου 10 cm) έως 8 ίντσες (περίπου 20 cm). Οι συσκευές ανεμόμετρου Sonic εξυπηρετούν ακόμη και τυρβώδεις μετρήσεις με λεπτή χρονική ανάλυση 20 Hertz (Hz) ή περισσότερο.

Καθώς η ταχύτητα του ήχου μπορεί να επηρεαστεί από τη θερμοκρασία, αυτά τα όργανα μπορούν να λειτουργήσουν ως θερμόμετρα, αν και είναι γνωστό ότι η βροχή μεταβάλλει την ταχύτητα του ήχου. Η έλλειψη κινητών μερών τα καθιστά κατάλληλα για χρήση σε αντίξοες καιρικές τοποθεσίες, όπως μετεωρολογικούς σταθμούς, σημαδούρες και σε άλλες θαλάσσιες και αεροδιαστημικές τοποθετήσεις. Στο σχεδιασμό, μπορούν να στερεωθούν σε βραχίονες, στύλους ή άλλες δομές στήριξης.

Οι μετρήσεις διαφόρων στοιχείων που λαμβάνονται μαζί επιτρέπουν στο ηχητικό ανεμόμετρο να λειτουργεί. Αυτά περιλαμβάνουν το μήκος του διακένου μεταξύ των όψεων του μορφοτροπέα που τοποθετούνται σε αντίθετα σημεία πυξίδας. την ταχύτητα του ήχου· ταχύτητες ροής αερίου. και τον μεταβλητό χρόνο που χρειάζεται για να ταξιδέψει ένας παλμός υπερήχων στον αντίθετο μορφοτροπέα του. Το όργανο συγκρίνει τις ταχύτητες των παλμών, για παράδειγμα, που ταξιδεύουν από βορρά προς νότο και από νότο προς βορρά αντίστοιχα. Οι παλμοί που ταξιδεύουν αντίθετα με τον άνεμο φτάνουν αργότερα από εκείνους που ταξιδεύουν με τον άνεμο. Τα δύο μέτρα συγκρίνονται και υπολογίζεται η ταχύτητα του ανέμου. Ορισμένα όργανα επιτρέπουν επίσης τα διαγνωστικά για τον έλεγχο της λειτουργίας του μηχανήματος σε καιρικές συνθήκες με μηδενικές ταχύτητες ανέμου. Μερικές φορές είναι εξοπλισμένα με υγρόμετρα, βαρόμετρα και καταγραφείς δεδομένων για την ανάλυση της υγρασίας και της βαρομετρικής πίεσης.

Μια άλλη βασική πτυχή της τεχνολογίας ηχητικού ανεμόμετρου είναι η στιβαρότητα των φυσικών χαρακτηριστικών του. Υπάρχουν διάφορα σχέδια για εξειδικευμένες συνθήκες τοποθέτησης. Για παράδειγμα, τα όργανα που κατασκευάζονται για αλμυρό νερό έχουν σχεδιαστεί για να είναι ανθεκτικά στη διάβρωση, ένα σημαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με τα παραδοσιακά ανεμόμετρα με κύπελλο και πτερύγιο. Μια τεχνολογία ικανή για μετρήσεις από μικρές διακυμάνσεις των συνθηκών ανέμου έως αλλαγές λόγω της ηλιακής θέρμανσης σε μεγάλη κλίμακα έχει χρήσεις σχεδόν σε οποιοδήποτε περιβάλλον.

Άλλα είναι φτιαγμένα για να επιβιώνουν σε ακραίες θερμοκρασίες και υψηλές ταχύτητες ανέμου. Οι δυνατότητες αυτοθέρμανσης τους προστατεύουν από το πάγωμα. Τα ηχητικά ανεμόμετρα έχουν επίσης αναπτυχθεί για να αντέχουν την τοποθέτηση σε επικίνδυνα κατοικημένα περιβάλλοντα, όπως βιομηχανικές εγκαταστάσεις, υπεράκτιες εξέδρες, αρκτικούς σταθμούς και θαλάσσια πλοία.
Σε εφαρμογές πεδίου, η τεχνολογία ηχητικού ανεμόμετρου εξυπηρετεί άλλους στόχους εκτός από την παρακολούθηση μετεωρολογικών σταθμών. Αυτά τα όργανα λειτουργούν στον έλεγχο της ρύπανσης, την ασφάλεια των κτιρίων, τη γεωργία και πολλά άλλα πλαίσια. Παρέχουν ένα ανάλογο μικρής κλίμακας για ανεμογεννήτριες, αξιολογώντας τη διαθεσιμότητα ανέμου καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους για τον σχεδιασμό αιολικών πάρκων. Επιπλέον, βοηθούν στην αεροπορική μετεωρολογία, την ενέργεια και τον έλεγχο καταστροφών. Αυτές οι συσκευές εξυπηρετούν επίσης ένα πλήθος εφαρμογών σε αστικά, περιβαλλοντικά και πολιτικά μηχανικά περιβάλλοντα, και όπου η ανάλυση των συνθηκών ανέμου παρέχει ζωτικό στοιχείο στη λήψη αποφάσεων.