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Anémomètre à ultrasons : principe de fonctionnement, comparaison entre les versions 2D et 3D, et choix du capteur

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Anémomètre à ultrasons : principe de fonctionnement, comparaison entre les modèles 2D et 3D, et choix du capteur

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Ce que mesure réellement un anémomètre à ultrasons
Un anémomètre à ultrasons mesure l'effet du mouvement de l'air sur le temps de transit d'une impulsion acoustique. Les transducteurs sont placés face à face, de part et d'autre d'un ou plusieurs trajets connus. Une impulsion se propageant dans le sens du vent arrive plus tôt qu'une impulsion se propageant dans le sens contraire. La différence entre les deux temps de transit permet de déterminer la composante du vent le long de ce trajet.

Deux trajets horizontaux croisés permettent de déterminer la vitesse et la direction du vent horizontal. Un instrument tridimensionnel ajoute des trajets inclinés ou verticaux, ce qui lui permet également de déterminer la vitesse verticale. En l’absence de coupelles, d’ailettes ou d’hélices, la mesure ne dépend pas du couple de démarrage d’un rotor en mouvement. Cela s’avère utile pour la réponse à basse vitesse, l’échantillonnage rapide et les installations où l’usure mécanique est indésirable.

Comment le temps de transit bidirectionnel élimine la majeure partie de l’influence de la vitesse du son
Pour une longueur de trajet L, les temps de transit des impulsions en aval et en amont dépendent à la fois de la vitesse du son c et de la composante du vent v. La mesure dans les deux sens permet au système électronique de séparer le terme lié au flux d’air directionnel du terme commun lié à la vitesse du son. La température reste un facteur important pour la synchronisation du signal, l’atténuation acoustique et les diagnostics, mais elle n’a pas besoin d’être convertie directement en vitesse du vent comme ce serait le cas lors d’une mesure unidirectionnelle.

La pertinence du résultat ne dépend pas uniquement de la formule de calcul de la durée. L’instrument doit identifier l’impulsion de manière cohérente, contrôler l’oscillation résiduelle, rejeter les fausses arrivées et compenser les retards fixes du canal. La longueur du trajet, la bande passante du transducteur, l’amplitude d’excitation, le gain et la fréquence d’échantillonnage forment donc un système de mesure unique.