Greice Ximena S. Oliveira Prof. Dr. Luiz Roberto Angelocci Piracicaba Junho de 2005

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOUNIVERSIDADE DE SÃO PAULOESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE

QUEIROZ”QUEIROZ”PPG EM FÍSICA DO AMBIENTE AGRÍCOLAPPG EM FÍSICA DO AMBIENTE AGRÍCOLA

LCE 5702 - MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANÁLISE LCE 5702 - MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANÁLISE FÍSICA DO AMBIENTEFÍSICA DO AMBIENTE

Greice Ximena S. OliveiraGreice Ximena S. OliveiraProf. Dr. Luiz Roberto AngelocciProf. Dr. Luiz Roberto Angelocci

PiracicabaPiracicabaJunho de 2005Junho de 2005

ANEMÔMETRO SÔNICO

OBJETIVOOBJETIVO

PROBLEMAPROBLEMA

Estudos de “Correlação de Turbilhões” e de pesquisas que requerem medidas de turbulência e movimento do ar com alto grau de precição.

Achar a correlação entre as flutuações de velocidade de vento verticais com a temperatura, umidade do ar e gás carbônico, para determinar o fluxo de calor sensível e latente, bem como fluxos de CO2.

ANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃOANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃO

EQUIPAMENTO A SER UTILIZADOEQUIPAMENTO A SER UTILIZADO

Figura 1. Anemômetro sônico (CSAT3) instalado no campo.

ANEMÔMETRO SÔNICO - GENERALIDADESANEMÔMETRO SÔNICO - GENERALIDADES


Medida: velocidade do vento

Mais caro que o anemómetro de hélices ou

caneca

Maior precisão

Não requer manutenção mecânica

Problemas de medida quando ocorre

precipitação

ANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃOANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃO


CSAT3: anemômetro sônico tridimensional (Campbell Scientific Inc.)

Medida: velocidade do vento e a velocidade do som em três eixos ortogonais.

A partir destas medidas, a velocidade do vento ortogonal e a temperatura sônica, podem ser computadas.

ANEMÔMETRO SÔNICOANEMÔMETRO SÔNICO


Figura 2. Anemômetro sônico (CSAT3) e sistema de coordenação.

ANEMÔMETRO SÔNICO - APLICAÇÕESANEMÔMETRO SÔNICO - APLICAÇÕES


Usado em aplicações de correlação de turbilhões, mede as flutuações turbulentas do vento na horizontal e vertical.

A partir das flutuações turbulentas do vento, calcula-se o fluxo e a velocidade de fricção.

CSAT3 pode ser apenas usado para medir a velocidade média do vento na horizontal e sua direção.

ANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICAANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICA


Princípio de operação: requer a interface da freqüência de pulsos que são enviados por um comprimento curto conhecido (pares de transductores sônicos)

t entre a transmissão inicial de ondas do som pelo fluxo do ar e seu retorno é uma função direta da velocidade do ar ao longo do caminho

ANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICAANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICA


Onde: L comprimento de caminho acústico ângulo do vento U velocidade do vento c velocidade do som

)(

cos222 Uc

Ut

ANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕESANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕES


Velocidade do vento é transformada em componentes ortogonais: ux, uy, e uz

Configuração: uma única medida por gatilho ou medidas múltiplas (oversampled).

Temperatura operacional: - 30° a + 50°C

Voltagem: 10 a 16 VDC

Dimensões: 47,3 cm (l) x 42,4 cm (h)

ANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕESANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕES


Resolução: 0,03ms-1

Intervalo operacional: 0 a 30ms-1

Constante de tempo: 0,01s

Velocidade do som x Temperatura: varia de 360 ms-1 a 50oC a 300ms-1 a -50oC

Taxa de medida: programável de 1 a 60 Hz.

ANEMÔMETRO SÔNICO - DADOS DE SAÍDAANEMÔMETRO SÔNICO - DADOS DE SAÍDA


Os dados de saída podem ser armazenadas em SDM, R232, ou saída a analógica

DIGITAL SDM Baud rate:33,3K (max), Data type: 2 byte

DIGITAL RS-232 Baud rate:9600, Data type: 2 byte

ANEMÔMETRO SÔNICOANEMÔMETRO SÔNICO


Figuras 3 e 4. Anemômetro sônico, Higrômetro e Termopar.


Figura 5.

Datalogger

CR5000 ou

CR1000, CSAT3

Anemômetro

Sônico, CS7500

Higrômetro FW05

Termopares finos

e Analisador de

gases.

Eddy Covariance Eddy Covariance

SystemSystem

BIBLIOGRAFIA CONSULTADABIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Campbell Scientific Inc, CSAT3 Three Dimensional Sonic Anemometer, disponível em www.campbellsc.com, maio de 2005.

DeFelice T. P. An Introduction to Meteorological Instrumentation na Measurement, Spring-Verlag New York Inc.: 1998, 229p.

Fritschen L. J., Gay L. W., Envairomental Instrumentation, Spring-Verlag New York Inc.:1979.

Guyot G. Climatologie de L’environnement, Cours et exercices corrigés, DUNOD, 2 ed., Paris: 1999

OBRIGADA PELA ATENÇÃOOBRIGADA PELA ATENÇÃO

Greice Ximena S. OliveiraGreice Ximena S. OliveiraDoutoranda em Física do Ambiente AgrícolaDoutoranda em Física do Ambiente Agrícola

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