Qu’est-ce qu’un anémomètre à ultrasons ?
Un anémomètre à ultrasons un appareil qui mesure la direction et la vitesse du vent afin de mesurer la force de celui-ci dans l’atmosphère ainsi que celui sortant des bouches d’échappement.
Il existe plusieurs méthodes d’anémomètres. La principale caractéristique de ceux à ultrasons est leur capacité à effectuer des observations tridimensionnelles, et non bidimensionnelles comme les autres anémomètres. Cela signifie que les composantes verticales, telles que le vent soufflant de haut en bas, sont observables.
Une autre caractéristique est que, comme la structure n’est pas mécaniquement mobile, il y a peu de risques de dommages, même en cas de vents forts. Il est ainsi facile de suivre les changements transitoires.
Utilisations des anémomètres à ultrasons
Les anémomètres vont de ceux qui résistent à la pluie et à la neige pour une utilisation en extérieur, à ceux qui conviennent à une utilisation en intérieur pour les études environnementales. On peut ainsi le trouver notamment dans les salles blanches et les sites de production où la précision est requise. Ils sont souvent utilisés pour les situations suivantes :
1. Utilisations intérieures
- Vérification des variations du flux d’air dans les salles blanches
- Panneaux à cristaux liquides
- Lignes de production de LED
- Surveillance des environnements de vie et des réfrigérateurs
2. Utilisations extérieures
- Observation de la dispersion atmosphérique
- Gestion de la sécurité dans le génie civil
- Mesures météorologiques de la couche inférieure et mesures météorologiques polaires
- Exploitation sûre des systèmes de transport
Principe des anémomètres à ultrasons
Les anémomètres à ultrasons mesurent la vitesse du son en fonction celle causée par la vitesse du vent. Les ondes ultrasoniques peuvent être utilisées pour mesurer la vitesse du vent : lorsque les ondes sonores se propagent dans l’espace dans des conditions similaires à celles du vent, c’est-à-dire dans une atmosphère en mouvement, le son est emporté par le vent et le temps qu’il met à être transmis change.
Plus précisément, le temps nécessaire à une onde ultrasonique pour se propager entre deux points est mesuré à partir du temps nécessaire pour qu’une impulsion ultrasonique provenant de l’émetteur soit reçue par le récepteur entre des transducteurs (émetteurs et récepteurs ultrasoniques) se faisant face. Ainsi, les temps de propagation de part et d’autre sont comparés. Lorsqu’il n’y a pas de mouvement dans l’air, les temps de propagation des impulsions ultrasonores dans toutes les directions sont égaux.
Toutefois, s’il y a un effet tel que le vent, les temps de propagation ne sont pas égaux. Il y aura donc une différence dans les temps d’arrivée des impulsions ultrasoniques tirées sous le vent et au vent vers les transducteurs qui se font face. En utilisant ce principe, le système calcule les valeurs de vitesse et de direction du vent en fonction de la variation du temps de propagation entre chaque paire de transducteurs.
Types d’anémomètres à ultrasons
1. Anémomètres à ultrasons bidimensionnels
Le temps d’émission et de réception des impulsions ultrasoniques entre deux transducteurs permet de mesurer la vitesse du vent à l’aide d’un anémomètre horizontal.
2. Anémomètre à ultrasons tridimensionnel
En plus de l’anémomètre à ultrasons bidimensionnel, le tridimensionnel peut mesurer la composante verticale de la vitesse du vent, ce qui permet des observations tridimensionnelles.
Autres informations sur les anémomètres à ultrasons
Types d’anémomètres
1. Anémomètre thermique
Les anémomètres thermiques mesurent la vitesse du vent en utilisant le changement de résistance électrique qui se produit lorsqu’un capteur chauffé est refroidi par le vent. Outre la vitesse du vent, d’autres éléments tels que le volume d’air, la température de l’air, l’humidité et la pression peuvent également être mesurés.
Ils sont principalement utilisés à l’intérieur pour l’inspection et la maintenance des équipements de climatisation, ainsi que pour les inspections environnementales dans les salles blanches et les sites de production.
2. Anémomètre à palette
Les anémomètres à palette mesurent la vitesse du vent à partir de la vitesse de rotation des pales d’un ventilateur. Ils sont largement utilisés à l’intérieur comme à l’extérieur car ils sont facilement transportables. Toutefois, l’anémomètre doit être orienté dans la direction du vent lors de la prise de mesures.
3. Anémomètre à coupelle
Cet anémomètre mesure la vitesse du vent en fonction de la vitesse à laquelle un élément hémisphérique appelé “girouette” tourne autour de son axe de rotation. Ils sont généralement équipés de deux ou trois coupelles de vent et peuvent mesurer dans n’importe quelle direction en deux dimensions.
Ils servent à surveiller les vitesses de vent élevées dans les endroits élevés tels que les grues, les chemins de fer et les téléphériques. Ils conviennent lorsque seule la vitesse du vent est requise, indépendamment de la direction du vent.
4. Anémomètre
Un anémomètre possède une hélice d’un côté de son corps en rotation libre et une queue verticale de l’autre côté. Lorsque le vent souffle, la queue verticale fait automatiquement tourner l’hélice au vent. Cela permet de mesurer correctement la vitesse du vent. Il est utilisé pour les observations météorologiques et les études environnementales en plein air.