Anemômetro WindMaster

O instrumento serve para medir a velocidade de vento. Se baseia no efeito Doppler que diz respeito à mudança da frequência do som quando o meio de transmissão, o ar no caso, está em movimento. Medindo os tempos de percurso de pulsos de som entre emissor e receptor de ultrassom, tanto de ida quanto de volta, se calcula a velocidade do meio de transmissão, que é a velocidade do vento.

Transdutores

A -> B A <- B

A B

Exemplo:

T1 = 0,43782ms

T2 = 0,43331ms

L = 15cm

Duas equações com as duas incognitas C e V. Calcula-se a velocidade V do meio que é o vento.

V = 1,78 [m/s]

u, v e w são coordenadas no espaço de velocidades [m/s]. É analógico ao espaço de

posições x, y, z.

u, v no plano horizontal.

w na vertical.

Instalação

PC

Interface

Sensor

Funcionamento

Quando se interligam os 3 componentes do instrumento e se energiza o sistema, aparece imediatamente na tela a lista crescente das medições obedecendo a um conjunto de parâmetros default escolhidos pelo fabricante. São eles o modo de medição contínua, o sistema polar de apresentação, a frequência de 1Hz de apresentação etc.

Aplicativos

Wind → Configuração

WindView → Aquisição

HyperTerminal → Configuração e Aquisição

MAGNITUDE da velocidade do vento

Dados sobre a velocidade do vento provindos do sensor são inicialmente apresentados na tela em um dos dois modos de coordenadas. Um é baseado em referencial cartesiano, do espaço de velocidades, em unidades de metros por segundo [m/s] nos eixos chamados U, V, W, estes análogos aos costumeiros X, Y, Z do espaço de posição. É recomendado que, na montagem do sensor, a direção da coordenada U se aponte para o norte. As coordenadas U e V são do plano horizontal e W é vertical, positiva para cima.

COMO CALCULAR A MAGNITUDE DO vento a partir de seus componentes u, v, w: A magnitude F do vento é a raiz quadrada da soma dos quadrados dos três componentes ou

F = SQR(u^2 + v^2 + w^2)

Quando o componente vertical é pequeno, como ocorre em terreno plano na ausência de obstáculos próximos, a magnitude da velocidade é essencialmente igual a sua projeção [FH], sobre o plano horizontal que é: FH= SQR(u^2 + v^2)

A direção do vento, conceito que faz sentido quando o vento é essencialmente horizontal, é o ângulo entre a direção norte (eixo U) e a projeção F

H. O cosseno deste ângulo é

cos θ = u / FH

Coordenadas Cartesianas

F = SQR(u^2 + v^2 + w^2)

F = SQR[(-000,92)^2 + (-000,24)^2 + (+001,51)^2]

F = 1,78 [m/s]

F = 1,78 [m/s]

Direção do vento

Para ventos essencialmente horizontais, se pode definir a velocidade do vento como ângulo entre

direção norte e a projeção FH

cos θ = u / F

H

Exemplo

u = -000,92

FH = 1,78

cos θ = -000,92 / 1,78

cos θ = -0,15

θ = arc cos (-0,15)

θ = 98,69 [graus] isto é, um vento oeste.

O outro formato de coordenadas é o polar, simbolizado pelas costumeiras coordenadas R e t (a letra grega teta), sendo R a projeção da magnitude do vento sobre o plano horizontal, que é idêntica a FH, e t (letra grega teta), o ângulo expresso em graus e medido no sentido horário a partir do eixo U. Complementando a projeção R e o ângulo t ainda é dado o componente vertical do vento w. Assim sendo, a magnitude F do vento é:

F = SQR(R^2 + w^2)

Coordenadas PolaresEste é o modo default de apresentação.

Interpretação de uma linha.

Direção em graus: 333Magnitude do vento (magnitude da projeção vetor velocidade do vento no plano UV): 001,09Velocidade no eixo vertical W: -001,70

R = FHR = 001,09 [m/s]

Θ = 333 [graus]

Se a velocidade vertical for levada em conta, a magnitude total F do vento é F = SQR(R^2+W^2), ou seja F = 2,02 [m/s]