Ултразвукови срещу чашкови анемометри. Защо съвременните метеостанции преминават на цифрови технологии.

Когато технологията продължава да се развива в областта на мониторинга на времето, тиха революция става в начина, по който измерваме въздушните потоци. Традиционните механични чашкови анемометри, които бяха обикновени за измерване на въздуха, сега се заместват от модерни ултразвукови датчици в съвременните метеостанции. Тази промяна надхвърля техническото оновление; тя променя точността, достоверността и възможностите на системите за мониторинг на околната среда по целия свят.

 

Видове датчици за вятър

Коничната или вращаща се чаша на механичния ветровен куб анемометър, с определена чаша за скорост, е използван за измерване на вятъра през поколения. Тези устройства работят посредством основни механични явления, които оценяват броя на въртящите се чаши, приводени от вятъра, с тази техника. В противност, ултразвуковите ветрови сензори са в передната линия на технологиите за измерване. Използвайки високочестотни звукови вълни, те разбират скоростта на въздуха без никакви физически движими части.

 

Ултразвукови ветрови сензори спрямо механични ветрови сензори

Сравнението на тези две технологии показва фундаментални разлики в функционирането и производителността. Механичните анемометри използват физическо движение, за да определят скоростта на вятъра, което им дава вградени ограничения като прагове за стартиране, грешки от триене и механично изнасяне. Движещите се части на тези типове компресори са уязвими пред замръзване, накапливане на прах и изнасяне на подшипниците с времето. Ултразвуковите датчици, от друга страна, определят вятъра, когато установяват как звуковите вълни се променят поради движението на въздуха между константно закачени трансдюцери. Този безкомпонентен начин на работа няма инерция, така че може мигновено да реагира на промените в вятъра и да регистрира деликатни вариации, които не се регистрират от механичните датчици.

 

Предимства на ултразвуковите ветрови сензори

The ултразвукова технология има няколко привлекателни предимства, които обосновават растящата му популярност. Без движими части и с нужда от практически никакво поддържане, тези датчици са защитени срещу износването, което е проблем на всички механични конструкции. Бързото им преобразуване на наблюденията позволява да мерят бързите промени в вятъра и поривите, които често се изправняват или пропускат механичните датчици. Голям брой съвременни ултразвукови датчици включват функции за самодиагностика и автоматично отопление, за да гарантират правилно функциониране при замразяване. Някои модерни типове могат да извършват едновременно измервания на други параметри като температура и влажност, давайки пълен образ на околната среда с едно компактно устройство. Тези характеристики работят заедно, за да създадат решение за измерване с изключителни нива на надеждност и качество на данните в почти всяка операционна среда.

 

Ролята на ултразвуковите датчици за вятър в съвременните метеостанции

Современата система за мониторинг на времето се насочва към все по-широко използване на ултразвукови датчици за основни цели. измерване на вятъра цифровото им строителство позволява лесна интеграция с модерните системи за събиране на данни, което осигурява възможността за жив мониторинг и диагностика на разстояние. Производителите, които специализират в тези датчици, ги проектират за мрежови метеостанции с стандартизираните протоколи за комуникация, които правят интеграцията много по-лесна. Предимствата на ултразвуковите измервания, особено високата точност и надеждност, са особено важни за необикновено длъжителните автоматизирани метеостанции без наблюдение. Някои от по-продвинатите инсталации използват масиви от ултразвукови датчици, за да получат точни профили на вятъра и да регистрират вариациите в микроклимата, които биха били прекалено слаби да се забележат с традиционните чашкови анемометри.

 

Приложения на ултразвуковите датчици за вятър в различни области

Особените на ултразвуковите ветрови сензори допринесоха за тяхното приложение в много индустрии. За възобновяемата енергия те са основна информация за оптимизацията на вятърни ферми и системи за управление на вятърни турбини. Прилагат се за оптимизиране на орошение и приложението на пестициди, използвайки точни ветрови условия чрез умни аграрни приложения. Авиационните метеорологични системи зависят от техната точност, за да предоставят детекция на вятърни шейфи на аеродромите и мониторинг на безопасността на лъжкове. Специализирани приложения включват мониторинг на конструкционното здраве на мостове и високи сгради, за които знанието за вятърните натоварвания е критично за безопасността. Някои производители са стъпили напред, за да разработят морски ултразвукови сензори за офшорни инсталации, ясен знак, че технологията може да бъде приложена във всички работни области. Когато тези приложения се разширяват, ултразвуковите сензори все повече стават предпочитаните приложения във всяка ситуация, която ще изисква прецизност и точни вятърни измервания.

Заключение

Някои производители отиват още по-далече и въвеждат тези датчици в платформи за интернет на нещата (IoT) и продвинати анализа, за да разработят още по-умни системи за мониторинг. Като цифровата революция в екологическия мониторинг продължава, ултразвуковите ветрови датчици са предопределени да станат новия стандарт, който позволява наблюдение на поведението на вятъра там, където механичните версии бяха просто невъзможни. Такова развитие на технологията за измерване позволява по-точни метеопрогнози, по-продуктивно производство на възобновяема енергия и по-умни решения в голям спектър от индустрии, които изискват точни ветрови данни.