¿Qué es un anemómetro sónico?

Un anemómetro sónico es un instrumento que mide la velocidad del viento mediante transducción ultrasónica de estado sólido. Está diseñado para emitir pulsos ultrasónicos entre transductores opuestos para medir el efecto de un medio de viento sobre la energía mecánica de las vibraciones acústicas. Mediante la monitorización electrónica de los tiempos de tránsito del pulso a través de una ruta en pares o en pares múltiples, un anemómetro sónico detecta la fuerza y ​​dirección del viento y puede inferir otras lecturas como la temperatura y los cambios atmosféricos.

Las mediciones de los tránsitos de pulso se pueden detectar en flujos de una, dos o tres dimensiones. La resolución está determinada por la longitud de la ruta entre los transductores, que generalmente es de alrededor de 4 pulgadas (unos 10 cm) a 8 pulgadas (unos 20 cm). Los dispositivos de anemómetro sónico sirven incluso para mediciones turbulentas con una resolución temporal fina de 20 hercios (Hz) o más.

Como la velocidad del sonido puede verse afectada por la temperatura, estos instrumentos pueden funcionar como termómetros, aunque se sabe que la lluvia varía la velocidad del sonido. La falta de piezas móviles las hace adecuadas para su uso en ubicaciones adversas a la intemperie, como estaciones meteorológicas, boyas y en otras ubicaciones marinas y aeroespaciales. En el diseño, pueden fijarse a soportes, postes u otras estructuras de soporte.

Las mediciones de varios elementos tomados juntos permiten que funcione el anemómetro sónico; estos incluyen la longitud del espacio entre las caras del transductor colocadas en puntos de brújula opuestos; la velocidad del sonido; velocidades de flujo de gas; y el tiempo variable que le toma a un pulso de ultrasonido viajar a su transductor opuesto. El instrumento compara las velocidades de los pulsos, por ejemplo, viajando de norte a sur y de sur a norte respectivamente. Los pulsos que viajan contra el viento llegan más tarde que los que viajan con el viento; Se comparan las dos medidas y se calcula la velocidad del viento. Algunos instrumentos también permiten diagnósticos para verificar el funcionamiento de la máquina en condiciones climáticas con velocidades de viento cero. A veces están equipados con higrómetros, barómetros y registradores de datos para analizar la humedad y la presión barométrica.

Otro aspecto clave de la tecnología de anemómetro sónico es la robustez de sus características físicas. Existen varios diseños para condiciones de colocación especializadas. Por ejemplo, los instrumentos hechos para agua salada están diseñados para ser resistentes a la corrosión, una marcada ventaja sobre los anemómetros tradicionales de ventosas. Una tecnología capaz de medir desde ligeras variaciones de las condiciones del viento hasta cambios debidos al calentamiento solar a gran escala tiene usos en casi cualquier entorno.

Otros están hechos para sobrevivir a temperaturas extremas y altas velocidades del viento. Las capacidades de autocalentamiento los protegen de la congelación. Los anemómetros sónicos también se desarrollan para resistir la colocación en entornos poblados peligrosos, como sitios industriales, plataformas costa afuera, estaciones árticas y embarcaciones oceánicas.

En aplicaciones de campo, la tecnología de anemómetro sónico cumple otros objetivos además del monitoreo de la estación meteorológica. Estos instrumentos funcionan en el control de la contaminación, la seguridad de los edificios, la agricultura y muchos otros contextos. Proporcionan un análogo a pequeña escala para aerogeneradores mediante la evaluación de la disponibilidad de viento durante todo el año para la planificación de parques eólicos. Además, ayudan en meteorología de aviación, energía y control de desastres. Estos dispositivos también sirven a una gran cantidad de aplicaciones en contextos urbanos, ambientales y de ingeniería civil, y donde el análisis de las condiciones del viento proporciona un elemento vital en la toma de decisiones.