Principe de fonctionnement des capteurs de vitesse du vent à tube de Pitot
Le tube de Pitot, également connu sous le nom de « tube de vitesse de l'air », « tube de vitesse du vent », est la mesure de la pression totale du flux d'air et de la pression statique pour déterminer la vitesse du flux d'air d'un appareil tubulaire, inventé par le français H. Pitot et nommé.
Il est difficile de mesurer directement la vitesse du flux d’air par des méthodes expérimentales, mais la pression du flux d’air peut être facilement mesurée avec un manomètre. Il est principalement utilisé pour mesurer la vitesse de l’avion, mais remplit également diverses autres fonctions. Par conséquent, la pression peut être mesurée avec un tube de Pitot, puis la vitesse du flux d'air peut être calculée en appliquant le théorème de Bernoulli. Le tube de Pitot est constitué d'une tête ronde à double enveloppe (voir figure), de diamètre extérieur d'enveloppe D, au centre de la tête ronde O à l'ouverture d'un trou de pression totale relié à l'enveloppe intérieure, relié à une extrémité du manomètre, le diamètre du trou pour le {{0}}.3 ~ 0,6 D. Dans le boîtier extérieur de la surface latérale du O environ 3 ~ 8 DC à la circonférence du périmètre ouvrir uniformément une rangée de trous de pression statique perpendiculaires à la paroi de l'enveloppe extérieure, reliés au manomètre d'autre part, le tube de Pitot placé dans le désir de mesurer la vitesse du flux d'air constant, de sorte que le tube soit utilisé pour calculer le théorème de l'air de Bernoulli rapidité. Le tube de Pitot est placé dans le flux d'air constant, de sorte que l'axe du tube et la direction du flux d'air soient les mêmes, le bord d'attaque du tube vers le flux entrant. Lorsque le débit d'air est proche du point O, le débit est progressivement réduit, le débit jusqu'au point O de stagnation s'arrête à zéro. Donc le point O mesuré est la pression totale P. Deuxièmement, parce que le tube est très fin, le point C du point O est suffisamment éloigné, donc le point C à la vitesse et à la pression a été fondamentalement restauré au même niveau avec la vitesse et la pression entrantes V. P égale à la valeur de la pression, et donc mesurée au point C est la pression statique. Pour un écoulement à faible vitesse, l'équation pour déterminer le débit est donnée par le théorème de Bernoulli :
Selon la pression totale mesurée par le manomètre et la différence de pression statique PP, ainsi que la densité du fluide ρ, peuvent être calculées conformément à la formule de la vitesse du flux d'air.
Principe de fonctionnement du capteur de vitesse du vent à ultrasons
Le principe de fonctionnement du capteur ultrasonique de vitesse du vent consiste à utiliser la méthode ultrasonique de différence de temps pour réaliser la mesure de la vitesse du vent. Car la vitesse de propagation du son dans l’air, et la direction du vent vont se superposer à la vitesse de l’air. Si la direction de propagation de l’onde ultrasonore est la même que la direction du vent, alors sa vitesse sera accélérée ; au contraire, si la direction de propagation de l’onde ultrasonore est opposée à la direction du vent, alors sa vitesse sera ralentie. Ainsi, dans des conditions de détection fixes, la vitesse de propagation des ultrasons dans l’air peut correspondre à la fonction de la vitesse du vent. La vitesse et la direction précises du vent peuvent être obtenues par calcul. Puisque la vitesse de propagation de l’onde sonore dans l’air est fortement affectée par la température ; le capteur de vitesse du vent détecte deux directions opposées sur deux canaux, l'effet de la température sur la vitesse de l'onde sonore est donc négligeable.
Le capteur de vent à ultrasons est léger, ne comporte aucune pièce mobile, est robuste et ne nécessite aucun entretien ni étalonnage sur le terrain, et peut fournir à la fois la vitesse et la direction du vent. Les clients peuvent sélectionner l'unité de vitesse du vent, la fréquence de sortie et le format de sortie en fonction de leurs besoins. Des sorties chauffantes (recommandées pour les environnements froids) ou analogiques sont également disponibles sur demande. Il peut être connecté à un ordinateur, un collecteur de données ou tout autre dispositif de collecte compatible RS485 ou sortie analogique. Si nécessaire, il peut également être utilisé dans un réseau de plusieurs unités.
Le compteur ultrasonique de vitesse et de direction du vent est un instrument plus avancé pour mesurer la vitesse et la direction du vent. Parce qu'il surmonte bien les défauts inhérents à l'anémomètre mécanique, il peut fonctionner normalement pendant longtemps par tous les temps et est de plus en plus largement utilisé. Ce sera une alternative solide aux anémomètres mécaniques.
