Was ist ein Ultraschall-Anemometer?
Ein Ultraschall-Anemometer ist eine Art Anemometer, ein Gerät, das die Richtung und die Geschwindigkeit des Windes misst, um die Stärke des atmosphärischen Windes und des Windes, der aus Abluftöffnungen kommt, zu messen.
Es gibt verschiedene Methoden der Anemometrie, aber das Hauptmerkmal des Ultraschall-Anemometers ist, dass es dreidimensionale Beobachtungen machen kann, anstatt zweidimensional wie andere Anemometer. Das bedeutet, dass auch vertikale Komponenten wie auf- und abwärts wehender Wind beobachtet werden können.
Ein weiteres Merkmal ist, dass die Struktur nicht mechanisch beweglich ist, so dass selbst bei starkem Wind kaum die Gefahr einer Beschädigung besteht, und dass es einfach ist, vorübergehende Veränderungen zu verfolgen.
Anwendungen von Ultraschall-Anemometern
Die Palette der Anemometer reicht von regen- und schneebeständigen Geräten für den Einsatz im Freien bis hin zu solchen, die in Innenräumen für Umweltmessungen in Reinräumen und Produktionsstätten eingesetzt werden können, wo Präzision gefragt ist. Ultraschall-Anemometer werden häufig in den folgenden Bereichen eingesetzt:
1. Anwendungen in Innenräumen
- Überprüfung von Änderungen der Luftströmung in Reinräumen
- Flüssigkristallplatten
- LED-Produktionslinien
- Überwachung in Wohnräumen und Kühlschränken
2. Beispiele für Außenanwendungen
- Beobachtung der atmosphärischen Ausbreitung im Bauwesen
- Sicherheitsmanagement im Bauwesen
- Meteorologische Messungen in der unteren Schicht und Polarwettermessungen
- Sicherer Betrieb von Verkehrssystemen
Funktionsweise des Ultraschall-Anemometers
Ultraschall-Anemometer messen die durch die Windgeschwindigkeit verursachte Änderung der Schallgeschwindigkeit. Ultraschallwellen können die Windgeschwindigkeit messen, denn wenn sich Schallwellen unter windähnlichen Bedingungen im Raum, d. h. in einer bewegten Atmosphäre, ausbreiten, wird der Schall vom Wind weggetragen und die Zeit, die er zur Übertragung benötigt, ändert sich.
Konkret wird die Zeit, die eine Ultraschallwelle für die Ausbreitung zwischen zwei Punkten benötigt, anhand der Zeit gemessen, die ein Ultraschallimpuls vom Sender bis zum Empfang durch den Empfänger benötigt, und zwar zwischen Wandlern (Ultraschallsendern und -empfängern), die sich gegenüberstehen, wobei die Laufzeiten von beiden Seiten verglichen werden. Wenn es keine Bewegung in der Luft gibt, sind die Laufzeiten der Ultraschallimpulse in alle Richtungen gleich.
Wenn jedoch ein Effekt wie Wind auftritt, sind die Laufzeiten nicht gleich. Die Ankunftszeiten von Ultraschallimpulsen, die windabwärts und windaufwärts auf die einander gegenüberliegenden Wandler abgefeuert werden, unterscheiden sich. Auf der Grundlage dieses Prinzips berechnet das System die Werte für Windgeschwindigkeit und -richtung auf der Grundlage der Änderung der Laufzeiten zwischen den einzelnen Wandlerpaaren.
Arten von Ultraschall-Anemometern
1. Zweidimensionales (2-Achsen-) Ultraschall-Anemometer
Die Zeit der Übertragung und des Empfangs von Ultraschallimpulsen zwischen zwei Wandlern ermöglicht die Messung der horizontalen Anemometer-Windgeschwindigkeit.
2. Dreidimensionales (3-Achsen-) Ultraschall-Anemometer
Zusätzlich zum 2D-Ultraschall-Anemometer kann das 3D (3-Achsen)-Ultraschall-Anemometer die Windgeschwindigkeit der vertikalen Komponente (Auf- und Abwind) messen und ermöglicht so dreidimensionale Beobachtungen. 120 °-Winkelmessung in drei Richtungen.
Weitere Informationen zu Ultraschall-Anemometern
Arten von Anemometern
1. Thermische Anemometer
Thermische Anemometer messen die Windgeschwindigkeit anhand der Änderung des elektrischen Widerstands, die eintritt, wenn ein erhitzter Sensor durch den Wind abgekühlt wird. Neben der Windgeschwindigkeit können auch andere Größen wie Luftmenge, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck gemessen werden.
Sie werden hauptsächlich in Innenräumen für die Inspektion und Wartung von Klimaanlagen sowie für Umweltinspektionen in Reinräumen und Produktionsstätten eingesetzt.
2. Flügelradanemometer
Flügelradanemometer messen die Windgeschwindigkeit anhand der Rotationsgeschwindigkeit von rotierenden Flügeln wie bei einem Ventilator. Sie sind sowohl in Innenräumen als auch im Freien weit verbreitet, da sie leicht zu transportieren sind. Allerdings muss das Anemometer bei den Messungen gut in die Windrichtung ausgerichtet werden.
3. Windfahnenanemometer
Ein Windfahnenanemometer misst die Windgeschwindigkeit anhand der Geschwindigkeit, mit der sich ein halbkugelförmiges Element, die Windfahne, um seine Drehachse dreht. Sie sind in der Regel mit zwei oder drei Windfahnen ausgestattet und können in jeder Richtung in zwei Dimensionen messen.
Sie werden zur Überwachung hoher Windgeschwindigkeiten an hoch gelegenen Orten wie Kränen, Eisenbahnen und Seilbahnen eingesetzt. Anemometer sind geeignet, wenn nur die Windgeschwindigkeit benötigt wird, unabhängig von der Windrichtung.
4. Anemometer
Ein Anemometer hat auf der einen Seite seines frei drehbaren Körpers einen Propeller und auf der anderen Seite ein vertikales Heck. Wenn der Wind weht, dreht das Seitenleitwerk den Propeller automatisch nach oben, so dass die Windgeschwindigkeit korrekt gemessen werden kann. Es wird für meteorologische Beobachtungen und Umweltuntersuchungen im Freien verwendet.