Kaj je zvočni anemometer?

Zvočni anemometer je instrument, ki meri hitrost vetra s polprevodniško ultrazvočno transdukcijo. Zasnovan je za oddajanje ultrazvočnih impulzov med nasprotnimi pretvorniki za merjenje učinka vetrnega medija na mehansko energijo akustičnih vibracij. Z elektronskim spremljanjem časov prehoda impulza čez pot v parih ali več parih zvočni anemometer zazna silo in smer vetra ter lahko sklepa o drugih odčitkih, kot so temperatura in atmosferske spremembe.

Meritve prehodov impulzov lahko zaznamo v eno-, dvo- ali tridimenzionalnih tokovih. Ločljivost je določena z dolžino poti med pretvorniki, ki je običajno približno 4 palcev (približno 10 cm) do 8 palcev (približno 20 cm). Naprave zvočnega anemometra zagotavljajo tudi turbulentne meritve s fino časovno ločljivostjo 20 herc (Hz) ali več.

Ker na hitrost zvoka lahko vpliva temperatura, lahko ti instrumenti delujejo kot termometri, čeprav je znano, da dež spreminja hitrost zvoka. Zaradi pomanjkanja gibljivih delov so primerni za uporabo na vremenskih neugodnih lokacijah, kot so vremenske postaje, boje in druge pomorske in vesoljske lokacije. Pri načrtovanju so lahko pritrjeni na nosilce, drogove ali druge podporne strukture.

Meritve različnih elementov skupaj omogočajo delovanje zvočnega anemometra; ti vključujejo dolžino reže med ploskvami pretvornikov, nameščenimi v nasprotnih točkah kompasa; hitrost zvoka; hitrosti pretoka plina; in spremenljiv čas, ki je potreben, da ultrazvočni impulz potuje do nasprotnega pretvornika. Instrument primerja hitrosti impulzov, na primer pri potovanju od severa proti jugu oziroma od juga proti severu. Impulzi, ki potujejo proti vetru, prispejo pozneje kot tisti, ki potujejo z vetrom; obe meri se primerjata in izračuna se hitrost vetra. Nekateri instrumenti omogočajo tudi diagnostiko za preverjanje delovanja stroja v vremenskih razmerah z ničelno hitrostjo vetra. Včasih so opremljeni s higrometri, barometri in zapisovalniki podatkov za analizo vlažnosti in zračnega tlaka.

Drug ključni vidik tehnologije zvočnega anemometra je robustnost njegovih fizičnih lastnosti. Obstajajo različni modeli za posebne pogoje namestitve. Na primer, instrumenti, izdelani za slano vodo, so zasnovani tako, da so odporni proti koroziji, kar je izrazita prednost pred tradicionalnimi anemometri s skodelico in lopaticami. Tehnologija, ki je sposobna meriti od majhnih sprememb vetrnih razmer do sprememb zaradi sončnega ogrevanja v velikem obsegu, se uporablja v skoraj vsakem okolju.

Drugi so narejeni tako, da preživijo ekstremne temperature in visoke hitrosti vetra. Zmogljivost samogretja jih ščiti pred zmrzovanjem. Zvočni anemometri so razviti tudi tako, da prenesejo namestitev v nevarna naseljena okolja, kot so industrijska območja, morske ploščadi, arktične postaje in oceanska plovila.
V terenskih aplikacijah tehnologija zvočnega anemometra služi drugim ciljem poleg spremljanja vremenskih postaj. Ti instrumenti delujejo v nadzoru onesnaževanja, varnosti stavb, kmetijstvu in številnih drugih kontekstih. Zagotavljajo majhen analog za vetrne turbine z oceno celoletne razpoložljivosti vetra za načrtovanje vetrnih elektrarn. Poleg tega pomagajo pri letalski meteorologiji, energiji in obvladovanju nesreč. Te naprave služijo tudi številnim aplikacijam v urbanih, okoljskih in gradbenih okoljih ter povsod, kjer je analiza vetrnih razmer pomemben element pri odločanju.