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Durch zusätzliche integrierte Ultraschall-Wandler-Heizungen ist das Gerät besonders für
erschwerte Vereisungsbedingungen im Hochgebirge oder an anderen kritischen Standorten
geeignet.
Das Gerät verfügt über eine batteriegepufferte Echtzeituhr, mit der ein Datums- und
Zeitstempel in den Daten-Telegrammen ausgegeben werden kann.
3 Arbeitsweise
Das Ultrasonic Anemometer 2D compact besteht aus 4 Ultraschall-Wandlern, von denen
sich jeweils 2 Wandler im Abstand von 135mm gegenüberstehen. Die dadurch gebildeten
zwei Messstrecken stehen senkrecht zueinander. Die Wandler fungieren sowohl als
Schallsender als auch als Schallempfänger.
Über die Steuerungselektronik wird die jeweilige Messstrecke und deren Messrichtung
angewählt. Mit dem Start einer Messung läuft eine Sequenz von 4 Einzelmessungen in alle 4
Richtungen der Messstrecken in einem Basis-Messtakt von einer Millisekunde ab.
Die Messrichtungen (Schallausbreitungsrichtungen) laufen im Uhrzeigersinn rotierend.
Aus den 4 Einzelmessungen der Streckenrichtungen werden Mittelwerte gebildet und zur
weiteren Berechnung verwendet.
Die benötigte Zeit für eine Messsequenz beträgt bei der maximalen Messgeschwindigkeit
exakt 8,0 Millisekunden
3.1 Messprinzip: Windgeschwindigkeit und Richtung
Der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in ruhender Luft überlagert sich die
Geschwindigkeitskomponente einer Luftbewegung in Windrichtung.
Eine Windgeschwindigkeitskomponente in Ausbreitungsrichtung des Schalls unterstützt
dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit, führt also zu einer Erhöhung derselben, eine
Windgeschwindigkeitskomponente entgegen der Ausbreitungsrichtung führt dagegen zu
einer Verringerung der Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Die aus der Überlagerung resultierende Ausbreitungsgeschwindigkeit führt zu
unterschiedlichen Laufzeiten des Schalls bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten und
Richtungen über eine feststehende Messstrecke.
Da die Schallgeschwindigkeit stark von der Temperatur der Luft abhängig ist, wird die
Laufzeit des Schalls auf jede der beiden Messstrecken in beide Richtungen gemessen.
Dadurch kann der Einfluss der Temperatur auf das Messergebnis ausgeschaltet werden.
Durch die Anordnung zweier senkrecht aufeinander stehender Messstrecken erhält man den
Betrag und Winkel des Windgeschwindigkeitsvektors in Form von rechtwinkligen
Komponenten.
Nach Messung der rechtwinkligen Geschwindigkeitskomponenten, werden diese
anschließend durch den Mikroprozessor des Anemometers in Polarkoordinaten transformiert
und als Betrag und Winkel der Windgeschwindigkeit ausgegeben.
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