|
|
Anemometer of windsnelheidsmeter |
|
|
Een anemometer of windmeter is een meetinstrument dat de windsnelheid kan meten. De naam anemometer komt van het Griekse woord anemos, dat wind betekent.
Samen met een windrichtingszender en een opnameapparaat maken vast geïnstalleerde anemometers deel uit van weerstations. Meetgegevens van tijdelijke systemen in de juiste hoeveelheid zijn nodig voor de keuze van de locatie en het ontwerp van windturbines. Op grotere vliegvelden worden de windmeetgegevens voor vluchtmonitoring meestal verzonden vanaf meerdere meetpunten. Een cupanemometer wordt vaak aan het boveneinde van de mast van een zeilboot bevestigd, die de sterkte van de schijnbare wind meet.
Normaal verkrijgbare anemometers zijn voornamelijk cupanemometers en hittedraadanemometers, die ook luchtvolumestromen kunnen meten en worden gebruikt voor het testen van ventilatiesystemen of voor blowerdeurtests. |
De oudst bekende anemometer is de windplaat, ook wel plaat, trilplaat, drukplaat of afbuigplaat anemometer genoemd. Dit instrument is vermoedelijk in 1450 uitgevonden door de Italiaanse architect Leon Battista Alberti en vervolgens rond 1500 beschreven door Leonardo da Vinci in een schets naar zijn eigen ontwerp.
In 1667 noemde de Royal Society in Londen opnieuw een anemometer met trilplaat. De heruitvinding wordt toegeschreven aan Robert Hooke. Robert Hooke en Sir Christopher Wren deelden
een gemeenschappelijke interesse in meteorologie, beiden begonnen al heel vroeg met hun ontdekkingen en ontwikkelden de eerste thermograaf op 15-jarige leeftijd. In 1663 werd het apparaat uitgebreid met een neerslag- en anemometer. Tussen 1672 en 1678 voegde Hooke een eerste vleugelradanemometer toe aan een gecombineerd weerregistratieapparaat dat hij had ontwikkeld. Een beschrijving hiervan werd in 1726 gepubliceerd in de Weather Wiser. Nadat hij zijn weeropnameapparaat had voltooid, werkte hij aan de verdere ontwikkeling van de vleugelanemometer en presenteerde hij in 1683 een draagbaar apparaat dat het aantal omwentelingen kon weergeven en de hoek van de vleugel ten opzichte van de wind kon veranderen.
|
Plaat
anemometer
(Robert Hooke
-
1660) |
|
|
|
Vleugelrad anemometer van Rudolf Fuess in Berlijn
(rond 1900) |
|
|
|
| Robinson cup-anemometer 1846 |
|
Na een andere variant van de vaananemometer van Christian Wolff in 1743, vond Reinhard Woltman in 1790 een waterstroommeter met vaan uit. Het instrument had twee vleugels en een toerenteller. Er wordt gezegd dat Wolltmann voorstelde om dit als anemometer te gebruiken.
In 1837 bouwde de hoofdingenieur van een Franse mijn, Charles Combes, een anemometer die was afgeleid van de waterstroommeter van Wolltmann. Deze had een beschermring om de
waaier en ook een rotatieteller. Tussen 1845 en 1862 werd de meetinrichting uitgebreid met een schakelaar waarmee de teller in- en uitgekoppeld kon worden. Dit apparaat werd later uitgebreid met een reset-optie waarmee de teller van de teller op nul kon worden gezet. Deze anemometer kon worden gebruikt voor windsnelheden van 0,4 tot 5 m / s, zoals vereist was bij mijnventilatie.
In Engeland werden deze Biram's anemometer genoemd naar Benjamin Biram, die in 1842 als eerste patent op dit ontwerp ontving. Ze zijn vervaardigd door John Davis in Derby sinds 1845,
en vanaf ongeveer 1862 met een rondomlopende beschermende ring van Casarelli.
L. Casella uit Londen ontwikkelde rond 1870 een anemometer om de ventilatie in een ziekenhuis te meten. Dit instrument kon nu stromen meten
van 0,27 tot 50 m / s.
Een andere meetmethode met een pitotbuis wordt volgens James Lind Lind's anemometer genoemd.
De eerste manometrische anemometer, de anemometer van Lind, werd in 1721 beschreven door Pierre Daniel Huet, bisschop van Avranches in Normandië, Frankrijk. Het apparaat bestond uit een U-buis gevuld met kwik. Het ene uiteinde van de buis stond onder een hoek van 90 graden en was uitgelijnd met de opening die naar de wind was gericht. Het verschil in kwikhoogtes in de
U-buis is evenredig met de winddruk en dus met het kwadraat van de stroomsnelheid.
De Engelse pastoor Stephen Hales beschreef in 1743 een soortgelijk apparaat. Dit apparaat was gevuld met water en daardoor gevoeliger voor lagere windsnelheden.
In 1775 beschreef Lind een anemometer voor drukleidingen in zijn werk Beschrijving en gebruik van een draagbare windmeter, het eerste praktische instrument in zijn soort.
In 1846 heeft de astronoom Thomas Romney Robinson de windsnelheid gemeten met behulp van een nieuw ontwikkelde anemometer met
halfronde schalen. Deze constructie had aanvankelijk slechts twee van dergelijke granaten, later werd een ander paar granaten kruiselings aangebracht met het oog op een meer gelijkmatige draaikracht. Dit type anemometer wordt nog steeds gebruikt als cup-anemometer voor meteorologische metingen. Het is waarschijnlijk het bekendste type anemometer. |
| |
| Gebruik van de anemometer |
| |
De anemometer is een essentieel instrument in de meteorologie omdat de wind een van de parameters is die de evolutie van het weer en de meteorologische voorspelling bepalen.
Het wordt ook gebruikt op veel aanverwante gebieden, zoals luchtvervoer, navigatie, het nemen van
gegevens om de effecten van wind op gebouwen of het transport van radioactieve neerslag, industrieel stof, enz.
Bij metingen op meteorologische stations wordt de anemometer volgens de criteria van de World Meteorological Organization op een mast
van 10 meter geplaatst. Het principe kan echter worden omgebogen naar bepaalde toepassingen, in feite zijn er handanemometers die zonder ondersteuning op armlengte kunnen worden gehouden om de waarde van de windsnelheid te bepalen. De anemometer kan worden geassocieerd
met een windvaan, die zowel de snelheid als de richting van de wind aangeeft (bijv. Propeller anemometer), waarvan de horizontale as
fungeert als een windvaan)
De bidirectionele anemometer wordt gebruikt in turbulentiecampagnes om niet alleen horizontale wind maar ook verticale luchtsnelheid te meten.
De registratie-anemometer, ook wel
anemograaf genoemd, registreert continu de windsnelheid door anemogrammen uit te zetten, inclusief windstoten. Ten slotte is de totaliserende anemometer een beker- of propeller-anemometer waarvan het aantal omwentelingen wordt onthouden door een teller en dus de afstand aangeeft die is afgelegd door de luchtstroom die de locatie doorkruist waar het instrument zich bevindt. |
| Anemometers kunnen worden onderverdeeld in twee klassen: |
| - degenen die snelheid meten. |
| - degenen die winddruk meten |
| Omdat er een nauw verband bestaat tussen snelheid en druk, zal een apparaat dat is ontworpen voor een van de eerste twee metingen ook informatie geven over de andere grootheid. |
| |
| Snelheids-anemometers |
| |
De beker-anemometer werd uitgevonden door John Romney Robinson in 18461. Hij bestaat uit drie halve schalen ter grootte van een tennisbal (ongeveer 6,5 cm in diameter) die zijn
gerangschikt op horizontale armen die zijn gerangschikt op 120 graden en gemonteerd op een verticale as
die is uitgerust met een toerenteller. ; de rotatiesnelheid van de anemometer is evenredig met de snelheid van de wind.
Als de wind waait, komt hij afwisselend een holle en dan een ronde beker tegen. Volgens de wetten van de aerodynamica verzet een holte meer weerstand dan een bolle vorm tegen de
doorgang van lucht. Dit verschil zorgt ervoor dat de windmeter draait. De windsnelheid is dan ongeveer gelijk aan de verplaatsingssnelheid van het midden van de cups, zelf evenredig met het aantal omwentelingen per seconde van de windmeter: |
| |
| V = 2π. F (N) . R . N |
| |
| V = windsnelheid [m / s] |
| R = gemiddelde straal van de armen (van de rotatieas tot het midden van de cups) [m] |
| N = aantal omwentelingen per seconde [1 / s] |
| F (N) = kalibratiefunctie |
| |
De kalibratiefunctie weerspiegelt de aerodynamische eigenschappen van de anemometer en de wrijvingen die de rotatiebeweging van de anemometer veranderen. Het hangt af van de afmetingen en materialen van de windmeter en zijn rotatiesnelheid. Alleen windtunneltesten bij verschillende windomstandigheden kunnen worden gebruikt om het precies te bepalen.
Voor de standaard anemometer (diameter van de cups van 6 centimeter) komt een rotatiesnelheid van één omwenteling per seconde overeen met een wind die waait met een snelheid
van 1 m / s, of 3,6 km / u. Dit type windmeter kan windsnelheden meten tussen 0 en bijna 200 km / u.
Hogere snelheden zouden spanningen veroorzaken die de cups niet konden weerstaan. Maar winden van dergelijk geweld zijn alleen te vinden in tornado's of tropische cyclonen.
De twee grote verdiensten van deze anemometer zijn zijn eenvoud en praktisch de afwezigheid van een beperking in het bereik van meetbare snelheden; maar als het wordt gebruikt zonder elektronische gegevensregistratieapparatuur, wordt een korte maar gewelddadige burst niet opgenomen. Helaas, toen Robinson zijn anemometer presenteerde, zei hij dat de grootte van de cups en de lengte van de armen geen invloed hadden op het resultaat van de meting. Deze bewering werd blijkbaar bevestigd door enkele onafhankelijke experimenten. Later bleek dat de verhouding windsnelheid tot cupmaat (de factor) niet constant is en grotendeels afhankelijk is van cupmaat en armlengte. Hieruit volgt dat de waarden die in officiële publicaties uit de 19e eeuw worden aangehaald, fouten tot 60% bevatten. |
|
| Cup anemometer |
|
|
|
| Young propeller anemometer |
|
|
|
| Hand anemometer |
|
| Ze lijken op kleine vliegtuigjes, zijn gekoppeld aan een windwijzer en oriënteren zich in de richting van de wind. De propeller, die de snelheid van de wind meet, draait om een horizontale as.
Een van de minder voorkomende soorten anemometers zijn anemometers die bestaan uit twee helices die rond twee vaste assen draaien, horizontaal en loodrecht. De kracht en richting van de wind wordt berekend door de rotatiesnelheden van de twee propellers te correleren. Dit is ook het geval bij windturbines. |
| |
| Pinwheel anemometer (of Byram) |
De pinwheel-anemometer is een instrument dat de windsnelheid meet door de rotatie van een pinwheel met een horizontale of verticale as.
Het principe is vergelijkbaar met de anemometer met propellers waarbij deze worden vervangen door bladen. Het essentiële verschil tussen deze twee typen is dat de stroommeter een vlakke sensor is (hij meet de component van de windvector in een vlak loodrecht op zijn rotatie-as) terwijl
de propeller een cartesische sensor is die de projectie van de windvector meet op zijn rotatie-as. Hand-held anemometers die een waarnemer gemakkelijk overal kan gebruiken, zijn meestal van dit type. |
| |
| Hittedraad anemometer |
Een metaaldraad wordt verwarmd door er een elektrische stroom doorheen te leiden. De elektrische weerstand neemt toe met de temperatuur.
De draad wordt gekoeld door de wind.
Hoe sterker de wind waait, hoe koeler de draad is en hoe meer de elektrische weerstand afneemt.
Omdat het weerstandselement in een brug van Wheatstone wordt geplaatst, brengt de variatie in weerstand door atmosferische convectie de brug
uit balans. Een voltmeter die in het midden van de brug is geplaatst, maakt het mogelijk om de onbalansspanning van de brug af te lezen,
en dus, als de anemometer is gekalibreerd, de snelheid van de lucht. In deze bedrijfsmodus is de intensiteit van de draadverwarmingsstroom constant.
Een ander gebruik van de hete draad is om een constante draadtemperatuur te hebben. De temperatuur van de draad wordt gemeten zoals hierboven uitgelegd, en een controlesysteem maakt het mogelijk om de intensiteit die naar de draad gestuurd wordt aan te passen om deze temperatuur constant te houden. We kunnen dan teruggaan naar de snelheid van de vloeistof, uitgaande van de kracht die in de draad wordt gestuurd.
Opgemerkt moet worden dat de werking van een hete draad is gebaseerd op warmte-uitwisseling. Het Nusselt-getal is echter alleen afhankelijk van het Reynolds-getal als er een in onsamendrukbare stroom is, wat het gebruik van hittedraad-metingen eenvoudig maakt. Wanneer iemand zichzelf echter in een samendrukbare stroom plaatst, hangt het Nusselt-getal af van andere grootheden (meestal het Mach-getal), waardoor een lokale meting van de dichtheid van de vloeistof nodig is om op de snelheid te kunnen gaan met een hete draad. |
 |
| Hittedraad anemometer |
|
|
 |
| Werking van een ultrasone anemometer |
|
|
 |
| Ultrasone anemometer |
|
Er zijn ook ultrasone anemometers die zijn ontwikkeld vanaf de jaren 50. Windmeting is gebaseerd op het meten van de reistijd van een ultrasone golf. Twee paar ultrasone transducers zijn afwisselend zenders en ontvangers van een ultrasone golftrein. De heengaande en teruggaande transittijden worden gemeten en we leiden, door het verschil tussen de uitgaande en teruggaande snelheid, de windsnelheid af langs de as die wordt gevormd door de twee transducers9. De meting van de omgevingstemperatuur wordt gebruikt om de geluidssnelheid te bepalen waardoor het resultaat kan worden verfijnd. Het oplossend vermogen van deze apparaten hangt af van de afstand tussen de transducers, meestal tussen 10
en 20 cm, en de herhalingsfrequentie van de gebruikte geluidspulsen (meestal meer dan 20 Hz).
Het voordeel van dit type anemometer is dat het geen bewegende delen heeft en turbulente wind kan meten. Ze kunnen dus langdurig zonder onderhoud in extreme omstandigheden worden gebruikt, bijvoorbeeld op een weerboei of een afgelegen locatie, terwijl een conventionele windmeter snel zou worden aangetast door opspattend water of stof. Omdat de geluidssnelheid varieert met de temperatuur, maar weinig met de drukvariatie, kunnen ultrasone anemometers ook als thermometers worden gebruikt. Het grootste nadeel van het apparaat is de vervorming van de luchtstroom door de transducerbeugels. Een correctie van dit effect moet voor gebruik in de windtunnel worden verkregen.
Er is een verschillende opstelling van de sensoren voor zo'n tweedimensionale anemometer:
| |
| Tweeweg: |
| Vier sensoren zijn op een mast gemonteerd en staan twee aan twee tegenover elkaar. Elk paar staat loodrecht op het andere, wat het mogelijk maakt om de oost-west- en noord- zuidcomponenten van de wind te bepalen. Dit is het meest voorkomende type; |
| |
| Drieweg: |
| Drie sensoren zijn op de mast gemonteerd en ondervragen elkaar beurtelings om de twee orthogonale componenten te verkrijgen. Deze montage minimaliseert de vervorming
van de luchtstroom. |
|
| |
| Bidirectionele anemometer |
| De bidirectionele anemometer is een apparaat dat wordt gebruikt bij de studie van turbulentie om gelijktijdig gegevens te verzamelen over de horizontale en verticale componenten van de wind.
Het is een variant van de vorige met zendontvangers in de verticale en horizontale stand |
| |
| Akoestische resonantie-anemometer |
Een akoestische resonantie-anemometer is een recente variant van de ultrasone anemometer. Ontwikkeld door Savvas Kapartis en gepatenteerd
in 2000 door FT Technologies, gebruikt het
een golf die continu wordt uitgezonden in een open holte in plaats van een gepulseerde golf om de windsnelheid te meten. De emissie van de transducers produceert een ultrasone staande golf
in de holte, waarvan de fase varieert met de snelheid van de lucht die door de holte stroomt. Door de faseverschuiving te meten die wordt waargenomen door de ontvangers van elke transducer,
is het mogelijk om de meting van de horizontale wind en zijn richting te extraheren.
De eigenschappen van akoestische resonantie in lucht maken het mogelijk deze meting uit te voeren met een holte die doorgaans kleiner is dan de afmetingen van traditionele akoestische anemometers. Dit heeft het voordeel dat de detector wordt verkleind, robuuster wordt en een verwarmingseenheid bevat om sneeuw of ijs te smelten die zich daar zou ophopen. Het is daarom ideaal voor het opnemen van gegevens over windturbines of andere sterk blootgestelde plaatsen. Het heeft echter een lagere resolutie dan een mechanische anemometer. |
 |
| Akoestische resonantie-anemometer |
|
|
 |
| (1) Doppler Laser Anemometer |
|
| Laser anemometer |
Een laseranemometer maakt gebruik van lasersnelheidsmetingen om de beweging van lucht en dus wind te meten. De straal die door een laser
wordt uitgezonden, wordt in tweeën gedeeld.
De eerste straal is gericht naar de omringende atmosfeer, waar deze wordt terugverstrooid door de omgevingsaerosolen. Omdat deze licht zijn, bewegen ze min of meer precies met de snelheid van de wind en ervaart de teruggekaatste straal een frequentieverschuiving. De ontvanger vangt het teruggekaatste licht op en vergelijkt zijn frequentie met de tweede straal om de offset en dus
de snelheid te berekenen.
Aangezien de aldus gemeten snelheid alleen de radiale component van de snelheid geeft, dat wil zeggen de snelheid waarmee de anemometer weggaat of nadert, moet deze laatste door een windvaan worden gericht om in de as van de wind te staan. Aan de andere kant is het mogelijk om twee Doppler-anemometers op 90 graden ten opzichte van elkaar te plaatsen, waardoor de twee orthogonale componenten van de wind kunnen worden bepaald, ongeacht de oriëntatie van de anemometer, en zo de ware wind kan worden berekend. |
Dit zijn de eerste moderne anemometers. Ze bestaan uit een vlakke plaat die aan de bovenkant is opgehangen zodat de wind de plaat afbuigt.
In 1450 vond de Italiaanse kunstarchitect
Leon Battista Alberti de eerste mechanische anemometer uit; in 1664 werd het opnieuw uitgevonden
door Robert Hooke (die vaak ten onrechte wordt beschouwd als de uitvinder van de eerste anemometer). Latere versies van deze vorm bestonden uit een vlakke plaat, vierkant of rond, die door een windvaan normaal op de wind wordt gehouden. De druk van de wind op zijn gezicht
wordt gecompenseerd door een veer. De compressie van de veer bepaalt de werkelijke kracht die de wind op de plaat uitoefent, en deze wordt afgelezen op een geschikte meter of op een recorder. Dergelijke instrumenten reageren niet op lichte wind, zijn onnauwkeurig voor hoge windmetingen en reageren traag op wisselende windsnelheden. Plaatanemometers zijn gebruikt
om hoge windalarmen op bruggen te activeren. |
 |
| (2) Plaat anemometer |
|
|
 |
| Werking van een plaat anemometer |
|
|
 |
| Bal anemometer |
|
| Bal anemometer |
Ontworpen aan het begin van de 20e eeuw, is de Daloz-anemometer gebaseerd op de snelheidslimiet die wordt bereikt door een bolvormige bal in vrije val. Het systeem is geplaatst op een windwijzer waardoor het mogelijk is om in de richting van de wind het rotatievlak van de slinger waar de
bal is bevestigd, te oriënteren. De bal is met een staaf aan het bovenste uiteinde van het apparaat bevestigd en de operator laat hem langs de gegradueerde as naar de wind toe afdalen. De laatste verzet zich tegen de zwaartekracht die op de bal wordt uitgeoefend en wanneer de twee krachten elkaar balanceren, stopt de bal met vallen. Het is dan voldoende om de positie van de bal op de as te noteren. |
| Buis-anemometer |
De anemometer van James Lind uit 1775 bestond uit een glazen U-buis met daarin een vloeistofmanometer (manometer), waarvan het ene uiteinde in horizontale richting naar de wind is gebogen en het andere verticale uiteinde evenwijdig aan de windstroom blijft. Hoewel de Lind niet de eerste was, was het wel de meest praktische en bekendste anemometer van dit type. Als de wind in de mond van een buis waait, veroorzaakt dit een toename van de druk aan één kant van de manometer. De wind over het open uiteinde van een verticale buis veroorzaakt weinig drukverandering aan de andere kant van de manometer. Het resulterende hoogteverschil in de twee benen van de U-buis is een indicatie van de windsnelheid.
Een nauwkeurige meting vereist echter dat de windsnelheid zich direct in het open uiteinde van de buis bevindt; kleine afwijkingen van de ware windrichting veroorzaken grote variaties in de aflezing.
De succesvolle anemometer met metalen drukbuis van William Henry Dines in 1892 maakte gebruik van hetzelfde drukverschil tussen de open mond van een rechte buis die naar de wind is gericht en een ring van kleine gaatjes in een verticale buis die aan de bovenkant is gesloten. Beiden zijn op dezelfde hoogte gemonteerd. De drukverschillen waarvan de actie afhankelijk is, zijn erg klein en er zijn speciale middelen nodig om ze te registreren. De recorder bestaat uit een vlotter in een afgesloten kamer die gedeeltelijk met water is gevuld. De buis van de rechte buis is verbonden met de bovenkant van de afgesloten kamer en de buis van de kleine buizen wordt naar de bodem in de vlotter geleid. Aangezien het drukverschil de verticale positie van de vlotter bepaalt, is dit een maat voor de windsnelheid.
Het grote voordeel van de buisanemometer ligt in het feit dat het blootliggende deel op een hoge paal gemonteerd kan worden en jarenlang geen olie of aandacht behoeft; en het registratiedeel kan op elke geschikte positie worden geplaatst. Er zijn twee verbindingsslangen nodig. Op het eerste gezicht lijkt het misschien alsof één aansluiting zou dienen, maar de drukverschillen waarvan deze instrumenten afhankelijk zijn, zijn zo miniem,
dat rekening moet worden gehouden met de druk van de lucht in de ruimte waar het opnamegedeelte is geplaatst. Dus als het instrument alleen afhankelijk is van het druk- of zuigeffect, en deze druk of zuigkracht wordt gemeten tegen de luchtdruk in een gewone kamer, waarin de deuren en ramen zorgvuldig worden gesloten en een krant vervolgens door de schoorsteen wordt verbrand, een effect kan worden geproduceerd gelijk aan een wind van 10 mi / h (16 km / h); en het openen van een raam bij slecht weer, of het openen van een deur, kan de registratie volledig veranderen.
Hoewel de Dines-anemometer een fout van slechts 1% had bij 10 mph (16 km / u), reageerde hij niet erg goed op lage windsnelheden vanwege de slechte respons van de vlakke plaatvaan die nodig was om de kop tegen de wind in te draaien. In 1918 loste een aerodynamische schoep met acht keer het koppel van de vlakke plaat dit probleem op. |
 |
| (2) Buis anemometer |
|
|
 |
| Werking van een Dines anemometer |
|
|
 |
| Dines anemometer |
|
| Pitotbuis-anemometer |
De Pitotbuis dankt zijn naam aan de Franse natuurkundige Henri Pitot (1695-1771) die als eerste in 1732 een "machine voor het meten van de snelheid van stromend water en het zog van schepen" voorstelde. Het concept is overgenomen en verbeterd door Henry Darcy en vervolgens door Ludwig Prandtl die eraan denkt om de buis in een buis te gebruiken om de lokale snelheden van vloeistofstroming te meten. In de luchtvaart is het, vanuit technologisch oogpunt, de opvolger van het Etévé-systeem.
De pitotbuis is een bestanddeel van het anemobarometrische systeem, bestaande uit twee coaxiale elleboogbuizen waarvan de openingen,
die in verbinding staan met de vloeistof waarvan de snelheid moet worden gemeten, op een bepaalde manier zijn gerangschikt.
| |
- De ene is orthogonaal op de verplaatsing geplaatst. Het bevindt zich in een vloeistof waarvan de relatieve snelheid de te meten snelheid dV is en
waarvan de statische druk Ps de omgevingsdruk is. |
| |
- De andere wordt in de stroomrichting geplaatst. Het heeft een relatieve snelheid van nul en een totale druk Pt, de som van de dynamische druk
en de statische druk. |
| |
| Het verschil tussen deze drukken geeft de luchtsnelheid weer waaruit de grondsnelheid kan worden afgeleid. Deze twee parameters zijn essentiële informatie voor de piloot die ze nodig heeft
om zijn verplaatsing in de ruimte (navigatie) en het verbruik van zijn voertuig te berekenen. Dit volgt uit de stelling van Bernoulli, door de term z te verwaarlozen om een directe relatie tussen de snelheid en de dynamische druk te hebben. P t - P s die wordt gemeten met een druksensor of een eenvoudige manometer. |
 |
| Principe van de pitotbuis |
|
|
 |
| Pitotbuis op een vliegtuig |
|
|
 |
| Pitotbuis op een Airbuis |
|
|
 |
| Pitotbuis |
|
Het verschil tussen deze drukken geeft de luchtsnelheid waaruit we de grondsnelheid kunnen afleiden, deze twee parameters zijn essentiële
informatie voor de piloot die het nodig heeft om zijn verplaatsing in de ruimte (navigatie) en het verbruik van zijn voertuig te berekenen. Dit volgt uit de stelling van Bernoulli, door de term z te verwaarlozen om een directe relatie te hebben tussen
de snelheid en de dynamische druk Pt - Ps die
wordt gemeten met een druksensor of een eenvoudige manometer. |
| Effect van dichtheid op metingen |
| In de buisanemometer wordt de dynamische druk daadwerkelijk gemeten, hoewel de schaal meestal is gegradueerd als een snelheidsschaal. Als de werkelijke luchtdichtheid afwijkt van de kalibratiewaarde, vanwege een verschillende temperatuur, hoogte of barometrische druk, is een correctie nodig om de werkelijke windsnelheid te verkrijgen. Ongeveer 1,5% (1,6% boven 6000 voet) moet worden opgeteld bij de snelheid die wordt geregistreerd door een buisanemometer voor elke 1000 voet (5% voor elke kilometer) boven zeeniveau. |
| |
| Effect van aanvriezende neerslag |
Op luchthavens is het essentieel om onder alle omstandigheden over nauwkeurige windgegevens te beschikken, ook bij aanvriezende neerslag. Anemometrie is ook vereist bij het bewaken en regelen van de werking van windturbines, die in koude omgevingen vatbaar zijn voor ijsvorming in
de wolken. IJsvorming verandert de aerodynamica van een windmeter en kan de werking ervan volledig blokkeren. Daarom moeten anemometers die in deze toepassingen worden gebruikt, inwendig worden verwarmd. Zowel cup-anemometers als sonische anemometers zijn momenteel verkrijgbaar met verwarmde versies. |
| |
|
Bronnen: (1) Lavision (2) Bibliotheque Centrale, Wikipedia-en, Wikipedia-fr |
|
|
|
|
|
|
|
