Rika Sensor es un fabricante de sensores meteorológicos y proveedor de soluciones de monitoreo ambiental con más de 10 años de experiencia en la industria.
¿Qué es un anemómetro de cazoleta y cómo utilizarlo?
Los humanos han estado calculando la velocidad del viento durante más de un siglo gracias a John Thomas Romney Robinson, quien inventó el anemómetro de cazoleta en 1846. Los anemómetros de copa modernos utilizan el mismo principio de fuerzas de arrastre para calcular la velocidad del viento, pero sus diseños se han vuelto mucho más sofisticados. La electrónica ha tomado el control y la mecánica refinada permite producir resultados confiables.
¿Por qué usar un anemómetro de cazoleta cuando existen muchas otras opciones? Para comprender por qué los anemómetros de cazoleta aún tienen una amplia gama de aplicaciones, debemos profundizar en sus aplicaciones, las diferencias entre las distintas opciones, los mecanismos de funcionamiento y los requisitos de configuración. Los anemómetros de cazoleta producen resultados confiables, así que comencemos por donde son más adecuados.
Propósito y aplicaciones: ¿Por qué medir la velocidad del viento?
El propósito de un anemómetro de cazoleta es proporcionar la velocidad del viento. Utiliza una configuración de tres o cuatro copas para convertir la energía eólica en energía de eje rotacional. La velocidad de rotación es equivalente a la velocidad del viento. Pero, ¿por qué medir la velocidad del viento? Analicemos algunas de sus aplicaciones para comprender plenamente el propósito de un anemómetro de cazoletas.:
<000000>diámetros; Meteorología y pronóstico del tiempo
Predecir el tiempo es imposible sin datos de la velocidad del viento. La dirección y la velocidad del viento son los datos fundamentales para la meteorología. Un anemómetro de copa puede proporcionar los datos en tiempo real y registrarlos para su posterior análisis.
<000000>diámetros; Viento Control de energía y turbinas
El poder sigue siendo el elemento esencial que impulsa el mundo moderno. Las tecnologías de energía verde, como las turbinas, requieren mediciones de la velocidad del viento en tiempo real para ajustar el paso de las palas y la orientación de la turbina. Los mantiene funcionando de forma segura y optimiza la máxima eficiencia de producción de energía.
<000000>diámetros; Aviación y Navegación
Las aeronaves dependen del aire para despegar o realizar un aterrizaje. La velocidad del viento puede influir significativamente en su ascenso y descenso. Las torres de control o control de tráfico aéreo (ATCT) monitorean de cerca la velocidad y dirección del aire para permitir el aterrizaje o el despegue. Utilizan anemómetros de cazoleta para controlar la velocidad del viento.
<000000>diámetros; Aplicaciones industriales y seguridad
El monitoreo de las condiciones del aire es vital en industrias con descargas gaseosas. La descarga de efluentes procedentes de los escapes de chimeneas y conductos de humos debe estar bien dirigida y mezclada para garantizar el cumplimiento de las normas de seguridad y medioambientales. Estas industrias contarán con torres meteorológicas que monitorearán la velocidad del viento utilizando anemómetros de cazoleta a diferentes alturas.
<000000>diámetros; Aplicaciones agrícolas
La agricultura inteligente se está volviendo popular y el uso de un anemómetro de copa es esencial para monitorear las condiciones del viento. Estos datos ayudarán a maximizar la eficiencia de pulverización en huertos, mejorar las estrategias de riego para las plantaciones de hortalizas, permitir la colocación estratégica de cortavientos en los viñedos y aumentar la eficacia de la polinización en las plantaciones de frutos rojos.
Anemómetro de copa vs. Otros medidores de viento: comprender las diferencias
Si bien los anemómetros de copa son excelentes para medir el viento, otras opciones cumplen una función similar. Sin embargo, el anemómetro de cazoleta tiene ventajas que otros no ofrecen. Analicemos y comparemos todos los medidores de viento disponibles.
Tipo de anemómetro | Aplicaciones | Características de diseño | Exactitud | Costo | Principio de funcionamiento |
Taza | Meteorología, agricultura, energía eólica, vigilancia ambiental | 3-4 copas hemisféricas giratorias sobre brazos horizontales | ±2–5% (depende de la calidad) | Bajo | El viento empuja las copas y la velocidad de rotación es proporcional a la velocidad del viento. |
Veleta | Sistemas HVAC, monitoreo exterior esencial, seguimiento de la dirección del viento | Hélice (o ventilador) con paleta de cola | ±2–3% | Bajo a moderado | El flujo de aire hace girar la hélice; la dirección mostrada por la cola |
Cable caliente | Experimentos de laboratorio, pruebas de flujo de aire a baja velocidad | Cable calentado de calibre bajo; sin partes móviles | ±1–2% (en entornos controlados) | Moderado a alto | El aire enfría el cable calentado; el cambio de resistencia se utiliza para calcular la velocidad. |
Láser Doppler | Investigación, estudios científicos de alta precisión, aeroespacial | Configuración compleja con láser y óptica; sin contacto con el flujo de aire | ±0,5% o más | Muy alto | Mide el desplazamiento Doppler de la luz láser dispersada por partículas en el aire |
Térmico | Estudios de flujo de aire interior, mediciones de ventilación a baja velocidad | Compacto, basado en elementos calefactores; sin partes móviles | ±2–3% a bajas velocidades | Moderado | Detecta el efecto de enfriamiento del flujo de aire sobre un elemento calentado. |
Ultrasónico | Meteorología, aviación, estaciones meteorológicas automatizadas | Par de sensores sin partes móviles; duraderos y digitales | ±1–2% | Alto | Mide la diferencia de tiempo de vuelo de los pulsos ultrasónicos entre transductores. |
Cómo funciona el anemómetro de cazoleta: la ciencia de la rotación y la conversión de señales
Examinemos con más detalle el mecanismo de funcionamiento del anemómetro de copa. Los primeros diseños implicaban contar físicamente el número de rotaciones para comprobar la velocidad del viento. El diseño ha mejorado significativamente, revelando su forma moderna. Discutiremos los últimos diseños que se pueden fabricar utilizando plástico, acero inoxidable o aluminio. Aquí están sus aspectos clave:
● Mecanismo de rotación:
El mecanismo de rotación convierte la energía cinética del viento en energía rotacional. Ejecuta la conversión utilizando una configuración de tres o cuatro tazas.
- Aerodinámica: Las copas están diseñadas aerodinámicamente en una estructura cóncava. El lado abierto crea la resistencia necesaria para producir la fuerza.
- Rotación unidireccional: A primera vista, las copas están dispuestas de tal manera que todas ellas experimentan la resistencia del viento. Sin embargo, el lado de copa abierta experimenta más resistencia que el extremo cóncavo, lo que hace que gire solo en una dirección.
- Velocidad y rotación del viento: Cada anemómetro de cazoleta tiene un factor de fricción diferente dependiendo del material y del sistema de soporte interno. Es necesario calibrarlo según la velocidad del viento. Después de la calibración, la velocidad a la que gira el eje es directamente proporcional a la velocidad del viento.
● Señal Conversión:
El siguiente paso es que el anemómetro de copa convierta las rotaciones en una señal. Existen varias implementaciones para la conversión. ¡Comencemos! Sensores de efecto Hall o sensores ópticos
- Rotación a la electricidad: Hay dos tipos de implementación: uno puede utilizar sensores de efecto Hall y el otro es un sensor óptico. Cada uno genera un pulso de señal eléctrica. El efecto Hall utiliza el electromagnetismo, mientras que el sensor óptico utiliza la luz para contar las vueltas.
- Pulso y frecuencia: El número de veces que se genera el pulso eléctrico y la frecuencia con la que aparece es la representación directa de la velocidad del viento. Sin embargo, puede que no sea directamente proporcional.
● Adquisición y visualización de datos:
Después de generar una señal de sonido, se deben recopilar datos para su visualización y posterior procesamiento. Se necesita un dispositivo computacional para convertir la señal en valores legibles y observables.
- Señal a pantalla: Algunos anemómetros de copa tienen una pantalla digital que puede proporcionar información en tiempo real convirtiendo la señal eléctrica en texto legible.
- Registradores de datos y dispositivos de interfaz: Los anemómetros de copa se pueden conectar a registradores de datos que ofrecen espacio de almacenamiento durante más de un año. Estos dispositivos de interfaz también pueden convertir señales analógicas en datos digitales para su procesamiento informático. Rika RK160-02 también es un gran ejemplo.
- Software para visualización y análisis de datos: Los datos digitales del registrador de datos del anemómetro de copa se pueden interpretar mediante el software. Pueden almacenar, analizar y crear resultados gráficos para una mejor visualización de datos.
Configuración de su anemómetro de cazoleta: guía paso a paso
Ahora que sabemos cómo el anemómetro de cazoleta convierte la energía eólica en resultados de datos gráficos, podemos explorar su método de configuración.
● Requerido Dispositivos y componentes:
Para completar la configuración de un anemómetro de cazoleta, necesitaremos los siguientes dispositivos y componentes:
- Anemómetro de cazoleta: Un anemómetro de cazoleta de una marca reconocida.
- Herrajes de montaje: La mayoría de las marcas no proporcionan hardware para el montaje, así que considere usar un soporte o accesorio.
- Cables y conectores: Los anemómetros de copa de alta gama contarán con una interfaz RS232, RS485 o USB. Compre el cable de la longitud adecuada que sea compatible con la interfaz.
- Registrador de datos o dispositivo de interfaz: A veces, los fabricantes proporcionan un registrador de datos propietario y un dispositivo de interfaz que contiene un microprocesador para el almacenamiento rápido de datos y resultados. Algunos también proporcionan una salida digital directa que una computadora puede reconocer con una conexión R485 o USB.
- Fuente de alimentación (si corresponde): Si el sistema es independiente con pantalla y almacenamiento de datos, es posible que necesite una fuente de alimentación. De lo contrario, el anemómetro de cazoleta tipo Hall produce señales digitales que las computadoras pueden detectar.
- Computadora o unidad de visualización: Por último, necesitarás una computadora o una pantalla para interpretar los resultados.
● Físico Configuración para obtener resultados precisos:
Cuando tenga todos los componentes necesarios, será el momento de conectar y montar todos los dispositivos de manera que se produzcan resultados precisos.
- Ubicación: Busque un espacio despejado y sin obstrucciones que no restrinja el viento, como un edificio, un árbol u otro objeto.
- Montaje: Utilice herramientas y mecanismos de montaje adecuados. La mayoría de los anemómetros vienen con una conexión de brida con orificios de montaje.
- Gestión de cables: Asegúrese de que los cables sean compatibles con las condiciones del sitio. El cable debe tener un blindaje de protección para permanecer operativo ante la luz solar, la humedad, el viento y el polvo.
- Calibración y pruebas: Para mantener su configuración funcionando de manera eficiente, calibre y pruébela a una frecuencia fija.
Conclusión: Aprovechar los datos eólicos con precisión
El uso de un anemómetro de cazoleta sigue siendo relevante debido a su diseño económico y su confiabilidad. Su montaje relativamente fácil y sus aplicaciones a gran escala lo convierten en la opción ideal para la medición del viento. En comparación con otros tipos, el anemómetro de cazoleta proporciona ±2–5% (dependiendo de la calidad).
Un anemómetro de cazoleta puede venir en diferentes materiales: plástico, acero inoxidable o aluminio. Puede venir con una pantalla o una interfaz RS232, RS485 o USB. Como usuario, debe asegurarse de que la configuración sea perfecta para garantizar una salida interpretable. Sin embargo, para obtener los resultados más precisos, necesita un producto de un fabricante confiable. Considere a Rika anemómetro de copa de viento , que vienen en una variedad de materiales. También cuentan con funciones de registro y visualización de datos. ¡Visite el sitio web del sensor de viento Rika!
Preguntas frecuentes: cómo responder preguntas comunes
1) ¿Es preciso un anemómetro de cazoleta para medir la velocidad del viento?
Los anemómetros de cazoleta son muy precisos, con una incertidumbre inferior al 1%. Su aplicación a gran escala también indica sus resultados fiables. Su simplicidad y diseño rentable los hacen factibles. Sin embargo, necesitan calibración y mantenimiento para obtener resultados persistentes.
2) Qué ¿Cuáles son las limitaciones de un anemómetro de cazoleta?
El diseño del anemómetro de copa lo hace inexacto para velocidades de viento bajas. De manera similar, para velocidades más altas y condiciones turbulentas, los anemómetros de cazoleta pueden proporcionar un valor inferior al de las condiciones reales. Las partes rotatorias las hacen propensas al envejecimiento. Sin embargo, en el caso del uso meteorológico y agrícola, estos límites no suponen ningún desafío significativo.
3) Cómo ¿Con qué frecuencia se debe calibrar un anemómetro de cazoleta?
Los anemómetros de cazoleta se calibran en túneles de viento o contra un instrumento bien calibrado. Los fabricantes proporcionan los requisitos de calibración para sus sensores. Sin embargo, revisar el instrumento para recalibrarlo cada 6 meses se considera una buena práctica. La mayoría de los fabricantes mencionan requisitos de recalibración cada 3 a 5 años.
4) Poder ¿Un anemómetro de copa mide la dirección del viento?
La parte del anemómetro de cazoletas que consta de tres o cuatro cazoletas no puede medir la dirección del viento. Sin embargo, el conjunto del anemómetro a menudo incluye una veleta que proporciona la dirección del viento. Los anemómetros ultrasónicos pueden detectar la dirección del viento y proporcionar la velocidad, pero son caros.
5) Qué ¿Cuáles son los beneficios de utilizar un anemómetro de cazoleta?
Los anemómetros de cazoleta son económicos en comparación con otros instrumentos de medición del viento. Son duraderos y tienen un diseño sencillo para su instalación. Son capaces de trabajar con ±1% de precisión y proporcionan resultados confiables durante más de 3 a 5 años, dependiendo de las actividades regulares de mantenimiento y calibración.
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