Un anemometro sonico è uno strumento che misura la velocità del vento utilizzando la trasduzione ultrasonica allo stato solido. È progettato per emettere impulsi ultrasonici tra trasduttori opposti al fine di misurare l’effetto di un mezzo eolico sull’energia meccanica delle vibrazioni acustiche. Mediante il monitoraggio elettronico dei tempi di transito degli impulsi attraverso un percorso a coppie o più coppie, un anemometro sonico rileva la forza e la direzione del vento e può dedurre altre letture come la temperatura e i cambiamenti atmosferici.
Le misurazioni dei transiti degli impulsi possono essere rilevate in flussi uno, due o tre dimensioni. La risoluzione è determinata dalla lunghezza del percorso tra i trasduttori, che in genere è compresa tra circa 4 pollici (circa 10 cm) e 8 pollici (circa 20 cm). I dispositivi anemometro sonico forniscono misurazioni anche turbolente con una risoluzione temporale fine di 20 hertz (Hz) o più.
Poiché la velocità del suono può essere influenzata dalla temperatura, questi strumenti possono funzionare come termometri, sebbene sia noto che la pioggia varia la velocità del suono. La mancanza di parti mobili li rende adatti per l’uso in luoghi con condizioni meteorologiche avverse, come stazioni meteorologiche, boe e in altri posizionamenti marini e aerospaziali. Nel design, possono essere fissati a staffe, pali o altre strutture di supporto.
Le misurazioni di vari elementi presi insieme consentono all’anemometro sonico di funzionare; questi includono la distanza tra le facce del trasduttore poste in punti cardinali opposti; la velocità del suono; velocità del flusso di gas; e il tempo variabile impiegato da un impulso ultrasonico per raggiungere il suo trasduttore opposto. Lo strumento confronta le velocità degli impulsi, ad esempio viaggiando da nord a sud e da sud a nord rispettivamente. Gli impulsi che viaggiano controvento arrivano più tardi di quelli che viaggiano controvento; le due misure vengono confrontate e viene calcolata la velocità del vento. Alcuni strumenti consentono anche la diagnostica per verificare il funzionamento della macchina in condizioni atmosferiche con velocità del vento zero. A volte sono dotati di igrometri, barometri e data logger per l’analisi dell’umidità e della pressione barometrica.
Un altro aspetto chiave della tecnologia dell’anemometro sonico è la robustezza delle sue caratteristiche fisiche. Esistono vari modelli per condizioni di posizionamento specializzate. Ad esempio, gli strumenti realizzati per l’acqua salata sono progettati per essere resistenti alla corrosione, un notevole vantaggio rispetto ai tradizionali anemometri a tazza e ad elica. Una tecnologia in grado di misurare da lievi variazioni delle condizioni del vento a cambiamenti dovuti al riscaldamento solare su larga scala trova impiego in quasi tutti gli ambienti.
Altri sono fatti per sopravvivere a temperature estreme e alte velocità del vento. Le capacità di autoriscaldamento li proteggono dal congelamento. Gli anemometri sonici sono inoltre sviluppati per resistere al posizionamento in ambienti popolati pericolosi come siti industriali, piattaforme offshore, stazioni artiche e navi oceaniche.
Nelle applicazioni sul campo, la tecnologia dell’anemometro sonico ha altri obiettivi oltre al monitoraggio della stazione meteorologica. Questi strumenti lavorano nel controllo dell’inquinamento, nella sicurezza degli edifici, nell’agricoltura e in numerosi altri contesti. Forniscono un analogo su piccola scala per le turbine eoliche valutando la disponibilità del vento per tutto l’anno per la pianificazione delle centrali eoliche. Inoltre, assistono nella meteorologia aeronautica, nell’energia e nel controllo dei disastri. Questi dispositivi servono anche a una serie di applicazioni in contesti urbani, ambientali e di ingegneria civile e ovunque l’analisi delle condizioni del vento fornisca un elemento vitale nel processo decisionale.