Principe de surveillance du transmetteur de vitesse et de direction du vent à ultrasons

Principe de surveillance du transmetteur de vitesse et de direction du vent à ultrasons

La vibration du corps de la source sonore provoque une compression et une expansion alternées de l'air qui l'entoure, et sa propagation progressive vers l'extérieur, formant ainsi une onde sonore dont l'unité est le Hertz (Hz).

En règle générale, la fréquence des ondes sonores perceptibles par l'oreille humaine est d'environ 20 à 20 000 Hz. Les ondes sonores inférieures à 20 Hz sont appelées infrasons, et celles supérieures à 20 000 Hz sont appelées ultrasons.

Les ultrasons ont une fréquence et une puissance élevées, leur énergie est bien supérieure à celle des ondes sonores ordinaires, leur longueur d'onde est courte, leur diffraction est faible et leur directivité est bonne. Ils sont donc largement utilisés dans l'industrie et la médecine. Aujourd'hui, parlons de surveillance météorologique. Comment les ultrasons surveillent-ils la vitesse et la direction du vent ?

Instrument de mesure qui calcule la vitesse et la direction du vent en envoyant des impulsions ultrasonores et en mesurant la différence de temps ou de fréquence (transformée Doppler) à la réception. On parle alors de transmetteur ultrasonore de vitesse et de direction du vent, une application de la technologie de détection ultrasonore aux milieux gazeux. 

La vitesse de propagation du son dans l'air sera superposée à la vitesse du flux d'air dans la direction du vent ; si la direction de propagation de l'onde ultrasonore est la même que la direction du vent, sa vitesse sera accélérée ;

A l’inverse, si l’onde ultrasonore se propage dans la direction opposée au vent, sa vitesse va ralentir.

Par conséquent, dans des conditions de détection fixes, la vitesse de l'onde ultrasonore dans l'air peut correspondre à la fonction de vitesse du vent, et la vitesse et la direction précises du vent peuvent être obtenues par calcul.

Aujourd'hui, avec le développement de la science et de la technologie, les moniteurs de vitesse et de direction du vent couramment utilisés dans la surveillance météorologique comprennent l'émetteur de direction du vent à flèche, l'émetteur de vitesse du vent à trois coupelles et l'émetteur de vitesse et de direction du vent à ultrasons.

Les transmetteurs de direction du vent à rotor et à trois coupelles sont tous deux conçus avec une structure mécanique et comportent des pièces rotatives. Avant la surveillance, une faible vitesse du vent est nécessaire pour démarrer. Si la vitesse du vent est inférieure à la valeur de démarrage, l'hélice ou la coupelle ne peut pas tourner. En raison de ses pièces mobiles, il est sujet à l'usure et aux dommages causés par les intempéries. C'est pourquoi les transmetteurs de vitesse et de direction du vent à ultrasons constituent un choix judicieux.