Quelle est la différence entre les capteurs de vent mécaniques et à ultrasons ?

Les anémomètres mécaniques et les anémomètres à ultrasons sont deux types courants d'appareils de mesure de la vitesse du vent qui présentent des différences significatives dans leurs principes de fonctionnement et leurs applications :

Structure et principe de fonctionnement du capteur de vent

Capteur de vent mécanique

Structure : les capteurs de vent mécaniques sont généralement divisés en deux parties : un capteur de vitesse et un capteur de direction du vent, et ne sont pas intégrés. Le capteur de vitesse du vent adopte souvent une structure à coupelle, par exemple un cadre rotatif à trois ou quatre coupelles, qui mesure la vitesse du vent par rotation. Le capteur de direction du vent adopte une structure mécanique de girouette et détecte la direction du vent grâce à sa rotation.

Principe de fonctionnement : Le capteur de vitesse du vent utilise la rotation de la girouette pour convertir linéairement la vitesse du vent en vitesse de rotation du cadre rotatif, puis convertit cette vitesse en signal électrique transmis via des photocommutateurs et d'autres dispositifs. Le capteur de direction du vent, quant à lui, transmet l'information de direction du vent au disque de code coaxial et aux autres dispositifs grâce à la rotation de la girouette, et fournit la valeur correspondante.

Capteur de vent à ultrasons

Structure : Un capteur de vent à ultrasons est un appareil tout-en-un qui utilise le principe des ondes ultrasonores pour mesurer la vitesse et la direction du vent. Il comprend généralement un émetteur et un récepteur, et calcule la vitesse et la direction du vent en transmettant des ondes ultrasonores et en mesurant leur temps de propagation ou leur variation de fréquence.

Principe de fonctionnement : Les capteurs de vent à ultrasons utilisent la méthode de la différence de temps ultrasonore pour mesurer la vitesse et la direction du vent. Lorsque les ondes ultrasonores se propagent dans l'air, leur vitesse est affectée par le vent. Si la direction de propagation des ondes ultrasonores est identique à celle du vent, leur vitesse s'accélère ; à l'inverse, si la direction est opposée, elle est ralentie. La mesure de la différence de temps entre la propagation des ondes ultrasonores dans le sens du vent et dans le sens du vent permet de calculer la vitesse et la direction du vent. Ce capteur ne nécessite aucune pièce mobile et constitue donc une méthode de mesure sans contact et sans perte mécanique.

Avantages et inconvénients des capteurs de vent mécaniques et des capteurs de vent à ultrasons

Capteur de vent mécanique

Avantages : structure relativement simple, faible coût, facile à entretenir et à remplacer.

Capteurs de vent mécaniques : généralement plus précis, performances particulièrement stables à des vitesses de vent plus élevées.  

Inconvénients : la présence de pièces rotatives nécessite une certaine vitesse de vent au démarrage pour la mesure, et la précision de la mesure est fortement affectée par la structure mécanique. De plus, les pièces mécaniques peuvent s'user à long terme, ce qui affecte la précision et la durée de vie de la mesure.

Capteur de vent à ultrasons

Avantages : absence de pièces rotatives, haute précision de mesure, temps de réponse rapide et capacité à mesurer simultanément la vitesse et la direction instantanées du vent. Insensible à la température, à l'humidité et à d'autres facteurs environnementaux, il offre une excellente stabilité.

Capteur de vent à ultrasons : bonne sensibilité, peut mesurer la vitesse du vent aussi faible que la brise et n'est pas affecté par l'usure mécanique

Inconvénients : coût relativement élevé et exigences élevées pour les dispositifs de transmission et de réception d'ultrasons.

Scénarios d'application des capteurs de vent

Capteur de vent mécanique : adapté aux occasions où les exigences de précision de mesure ne sont pas particulièrement élevées et le coût est limité, comme les stations d'observation météorologique générale, la surveillance météorologique agricole.

Capteur de vent à ultrasons : plus adapté aux occasions avec des exigences plus élevées en matière de précision de mesure et de vitesse de réponse, telles que les prévisions météorologiques, la production d'énergie éolienne, l'aérospatiale et d'autres domaines.

En résumé, les capteurs de vent mécaniques et les capteurs de vent à ultrasons présentent des différences significatives en termes de structure, de principe de fonctionnement, d'avantages et d'inconvénients, ainsi que de scénarios d'application. Le choix du capteur doit être déterminé en fonction des besoins de mesure et des scénarios spécifiques.