Anemómetro acústico

Abstract

O anemómetro, instrumento que permite caracterizar o vento, tem vindo a ser utilizado cada vez mais graças à crescente consciencialização e aproveitamento do potencial do vento como energia renovável. Existem vários tipos de anemómetros, com bases de construção diferentes. Esta dissertação aborda o projecto e construção de um anemómetro acústico, que se serve de ultra-sons para a determinação da velocidade do vento. A sua construção inclui um par de transdutores piezoeléctricos - emissor e receptor - e um microcontrolador. Por não possuir partes móveis consegue-se uma maior durabilidade e baixos custos de manutenção, uma vez que se reduz o desgaste mecânico dos componentes. O princípio de medição baseia-se na determinação do tempo de voo de uma onda sonora entre um transdutor emissor e um receptor. Através do tempo de voo determinado é calculada a velocidade do vento que, juntamente com outra informação estatística, é disponibilizada ao utilizador através de uma interface gráfica. Para determinar o tempo de voo utilizou-se uma técnica simples e pouco exigente em termos de capacidade de processamento, mas que ainda assim é fiável e precisa. Os resultados obtidos nos testes realizados são bastante interessantes. O anemómetro desenvolvido apresenta uma resolução de 0:031ms-1 e uma precisão de 0:034ms-1.

The anemometer, an instrument used to characterize the wind, has become popular due to the increasing awareness and use of the potential of wind as a renewable energy. There are several types of anemometers, with difFerent bases of construction. This work discusses the design and construction of an acoustic anemometer, which uses ultrasound to determine the wind speed. Its construction includes a pair of piezoelectric transducers -transmitter and receiver -and a microcontroller. It does not have moving parts to achieve greater durability and low maintenance costs, since it reduces the mechanical wear of components. The measurement principie is based on the determination of the time of flight of a sound wave between emitter and receiver. With this time, the wind speed is calculated and provided along with other statistical information through a graphical interface To determine the time of flight, it is used a simple and undemanding technique in terms of processing power, but yet reliable and accurate. The obtained results in test are quite interesting. The developed anemometer has a resolution of 0.031ms -1 and an accuracy of 0.031ms -1.