L’anémomètre à ultrasons 3D est conçu pour mesurer les composantes horizontales et verticales de la vitesse et de la direction du vent, ainsi que la température virtuelle acoustique en 3 dimensions. Il est composé de 6 transformateurs ultrasonores, disposés deux à deux, face à face et distants de 200 mm. Les trois voies de mesure résultantes sont verticales. Les transformateurs font office d’émetteurs et de récepteurs acoustiques.
Par rapport aux anémomètres à coupelles, le principe de mesure permet une mesure sans inertie de variables à évolution rapide avec une précision et une exactitude maximales. Il est particulièrement adapté à la mesure des rafales et des valeurs de pointe. La précision obtenue lors de la mesure de la température de l’air (température virtuelle acoustique) surpasse celle des méthodes classiques, où les capteurs de température sont utilisés avec un écran de protection contre les intempéries et les rayonnements, après correction de l’influence de l’humidité liée à certaines conditions météorologiques.
Cet anémomètre, sans entretien et inusable, ne nécessite aucun réétalonnage et est équipé d’un système de chauffage pour un fonctionnement hivernal, même dans des conditions extrêmes.
Tous les calculs sont effectués par un processeur de signal numérique (DSP) haute performance, avec une précision de 32 bits, pendant le temps de propagation des signaux ultrasonores. L’instrument offre des fonctions statistiques complètes, telles que la moyenne glissante, l’écart type, la covariance, etc., sélectionnables via l’interface numérique. La moyenne glissante peut être définie au choix sous forme vectorielle ou scalaire, identique ou différente pour chaque paramètre.
Chauffage
Pour de nombreuses applications, la production continue de données de mesure fiables sur la vitesse et la direction du vent est indispensable au système de mesure, même dans des conditions météorologiques extrêmes telles que le givrage. L’Ultrasonic est équipé d’un système de chauffage sophistiqué. Ce système maintient efficacement à une température supérieure à +5 °C toutes les surfaces extérieures susceptibles de perturber l’acquisition des valeurs de mesure en cas de formation de givre.
Les bras de mesure, ainsi que le transducteur ultrasonique et le boîtier, font également partie des surfaces extérieures chauffées, selon le modèle. L’Utrasonic est capable de générer des données de mesure d’une grande précision, même à l’état non chauffé, à des températures inférieures à –40 °C. La qualité des données de mesure ne dépend pas de la température. Le chauffage est uniquement nécessaire pour éviter la formation de glace sur la structure de l’instrument, évitant ainsi toute défaillance lors de l’acquisition des valeurs de mesure.
| Wind Speed | |
|---|---|
| Measuring range | 0 … 85 m/s (measures up to 99.99 m/s + output); Scaling of analog output selectable Starting threshold: 0.01 m/s |
| Accuracy | ≤ 5 m/s: ± 0.1 m/s rms (root mean square over 360°) > 5 m/s … ≤ 35 m/s: ± 1% rms of measured value (root mean square over 360°) > 35 m/s … ≤ 65 m/s: ± 2% rms of measured value (root mean square over 360°) > 65 m/s … ≤ 85 m/s: ± 3% rms of measured value (root mean square over 360°) |
| Resolution | 0.1 m/s (telegrams No. 1 to 4) 0.01 m/s (telegrams No. 5 to 12 and user-defined) |
| Wind Direction | |
| Measuring range | Azimuth: 0 … 360° Elevation: -90° … 90° |
| Accuracy | ± 1° with wind velocity > 1 m/s ≤ 35 m/s ± 2° with wind velocity > 35 m/s ≤ 65 m/s ± 4° with wind velocity > 65 m/s ≤ 85 m/s |
| Resolution | 1° (telegrams No. 1 to 4) < 1° (telegrams No. 5 to 12 and user-defined) |
| Acoustic Virtual Temperature | |
| Measuring range | -40 … +70°C (not specified, but useful measuring range: -75 … +75°C) |
| Accuracy | ± 0.5 K |
| Resolution | 0.1 K (in telegrams No. 1 to 5) |
| Data Output Digital | |
| Interface | RS485 / RS422 |
| Baud rate | 1200 to 921600 adjustable |
| Output | Instantaneous values, wind speed / direction and acoustic virtual temp. Sliding mean values 0.5 sec to 100 min freely selectable |
| Output rate | 1 per 1 msec to 1 per 60 sec., adjustable in msec steps |
| Status identification | Heating, measurement path failure, ΔT path temperatures |
| Data Output Analog | |
| Electr. output | 0 … 20 mA / 0 … 10 V or 4 … 20 mA / 2 … 10 V for wind vectors X, Y and Z |
| Output | Wind vectors X, Y and Z, Instantaneous values, sliding mean values 0.5 sec to 100 min freely selectable |
| Output rate | Updating rate 0.1 … 100 Hz |
| Resolution | 16 bit |
| Analog Inputs | |
| Input number | Up to 5 analog inputs possible. (3x standard, 2x add. configurable acc. to manu.) |
| Input resolution | 16 bit |
| Sampling rate | 0.1 … 100 Hz per channel |
| Input range | 0 … 10 V |
| Data processing | Output of measured values in user-specific telegram |
| Accuracy | ± 1% of meas. value in the range -40 … +70°C |
| Linearity, integral | INL: type < 6LSB |
| Effective low-noise bits | Type 14 bit (at DC-supply for avoiding of dynamic cross-talk in the connection line) |
| General | |
| Temperature range | Oper. temperature: -40 … +70°C; Storage: -50 … +80°C; with heating up to -75°C |
| Internal measuring rate | Up to 285 complete measurement sequences per second at 20°C |
| Operating voltage S83100H S83300H |
Power supply electronics: 8 … 78 VDC, 1.5 VA, max. 2.5 VA Power supply electronics + heating: 24 V AC/DC ± 15%: typ. 150 VA Power supply electronics + heating: 48 V AC/DC ± 15%: typ. 360 VA |
| EMC | EN 55022: 1998 class B; EN 55024: 1998; EN 61326:1997; A3:2003 |
| Electr. connection | 8-pole plug |
| Manufacturer | Thies |
