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PRINCIPE DE MESURE DE LA VITESSE ET DE LA DIRECTION DU VENT
La vitesse et la direction du vent sont déterminées en mesurant le temps nécessaire aux impulsions ultrasoniques pour aller du
capteur qui génère l'impulsion au capteur qui la reçoit.
L'instrument utilise 3 paires de capteurs orientés selon deux axes orthogonaux. La détection de la vitesse du vent selon deux axes
permet de déterminer non seulement l'intensité mais également la direction du vent.
L'instrument mesure le temps de parcours de l'impulsion ultrasonore entre les deux capteurs d'une même paire dans les deux
sens. Les temps de trajet dans les deux sens opposés sont définis par Ta (temps dans le sens avant) et Tr (temps dans le sens
inverse).
Si la vitesse du vent est nulle, les valeurs Ta et Tr sont les mêmes. En présence de vent, l'une des deux valeurs de temps est supé-
rieure à l'autre et la comparaison entre les deux valeurs de temps permet de déterminer la direction et l'intensité du vent.
La mesure du temps de trajet dans les deux sens permet d'annuler la dépendance de la vitesse de transmission des ultrasons dans
l'air aux conditions environnementales de température, d'humidité et de pression barométrique.
Les temps de parcours des impulsions ultrasonores sont donnés par :
Où :
D = Distance entre les deux capteurs d'une même paire
C = Vitesse du son
Vn = Composante de la vitesse du vent le long de l'axe de mesure
A partir de la mesure des deux temps de trajet, nous pouvons calculer la composante vitesse du vent :
Les composantes de la vitesse du vent sont fournies par convention selon des axes cartésiens appelés U, V et W. L'axe
U est l'axe de l'Ouest vers l'Est, l'axe V est l'axe du Sud au Nord, l'axe W est la composante verticale.
L'angle formé par le vecteur vitesse du vent par rapport au plan horizontal est défini comme l'angle d'élévation . L'angle
est positif au-dessus du plan horizontal.
L'azimut est défini comme l'angle formé par la projection du vecteur vitesse du vent dans le plan horizontal par rapport à la
direction du Nord géographique (considéré comme la référence 0°). L'angle est positif en partant du Nord dans le sens
des aiguilles d'une montre (vers l'Est).
20241006 - V01
D
t
=
A
C + V
n
D
1
V
=
-
(
n
2
t
A
Paires de capteurs
D
t
=
R
C - V
n
1
)
t
R
5
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