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Anemómetro ultrasónico: principio de funcionamiento, 2D frente a 3D y selección del sensor

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Anemómetro ultrasónico: principio de funcionamiento, 2D frente a 3D y selección del sensor

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Qué mide realmente un anemómetro ultrasónico
Un anemómetro ultrasónico mide el efecto del aire en movimiento sobre el tiempo de tránsito de un pulso acústico. Los transductores se sitúan uno frente al otro a lo largo de una o varias trayectorias conocidas. Un pulso que se desplaza a favor del viento llega antes que uno que se desplaza en contra. La diferencia entre los dos tiempos de tránsito permite determinar la componente del viento a lo largo de esa trayectoria.

Dos trayectorias horizontales cruzadas permiten determinar la velocidad y la dirección del viento en horizontal. Un instrumento tridimensional añade trayectorias inclinadas o verticales, lo que le permite determinar también la velocidad vertical. Al no haber copas, paletas ni hélices, la medición no depende del par de arranque de un rotor en movimiento. Esto resulta útil para la respuesta a bajas velocidades, el muestreo rápido y las instalaciones en las que no se desea que se produzca desgaste mecánico.

Cómo el tiempo de tránsito bidireccional elimina la mayor parte de la influencia de la velocidad del sonido
Para una longitud de trayectoria L, los tiempos de los pulsos aguas abajo y aguas arriba dependen tanto de la velocidad del sonido c como de la componente del viento v. La medición en ambas direcciones permite a la electrónica separar el término del flujo de aire direccional del término común de la velocidad del sonido. La temperatura sigue siendo importante para la sincronización de la señal, la atenuación acústica y el diagnóstico, pero no es necesario convertirla directamente en velocidad del viento, como ocurriría en una medición unidireccional.

El resultado útil depende de algo más que de la fórmula de sincronización. El instrumento debe identificar el pulso de forma coherente, controlar el oscilado, rechazar las llegadas falsas y compensar los retrasos fijos del canal. Por lo tanto, la longitud del recorrido, el ancho de banda del transductor, la amplitud de excitación, la ganancia y la frecuencia de muestreo forman un único sistema de medición.