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CSAT3 anémomètre sonique à
trois dimensions
1.Généralités
Le CSAT3 est un anémomètre ultrasonique qui mesure la vitesse du vent dans les
trois dimensions de l'espace. Il utilise trois paires de transducteurs orientées de
manière non-orthogonale par rapport à la composante horizontale du vent. Chaque
paire de transducteurs transmet et reçoit un signal ultrasonique. Le temps de
transmission entre les paires de transducteurs est directement relié à la vitesse du
vent le long de l'axe des transducteurs. La vitesse du son est directement liée à la
densité de l'air, elle dépend par exemple de la température et de l'humidité.
Le CSAT3 peut être utilisé pour la mesure de la vitesse moyenne horizontale du
vent, ou pour la mesure des fluctuations turbulentes horizontales et verticales du
vent. A partir de la fluctuation turbulente du vent, le flux turbulent du moment
(« momentum flux ») est calculé. En recherchant la covariance entre la composante
verticale du vent et les variables scalaires, le flux de chaleur sensible, le flux de
chaleur latente, le flux de dioxyde de carbone sont directement mesurés.
Les transducteurs soniques sont scellés et ne seront pas endommagés s'ils sont
humidifiés. Le CSAT3 pourra continuer les mesures de vent même lors
d'évènements pluvieux ; cependant, comme tous les anémomètres soniques, les
transducteurs devront être suffisamment dégagés, sinon le CSAT3 ne pourra pas
réaliser de nouvelles mesures.
Le CSAT3 peut réaliser des mesures en utilisant la communication SDM (Module
pour mesures synchronisées) et les centrales d'acquisition Campbell Scientific.
Toutes les centrales d'acquisition qui supportent l'instruction CSAT3 SDM
possèdent un système d'exploitation (OS) spécifique excepté les anciennes centrales
CR21X et CR10, cf tableau 11 pour les centrales compatibles.
Le thermocouple fin utilisé avec le CSAT3 est le FW05. Le FW05 est un
thermocouple de 0,0005'' de diamètre monté sur une baïonnette d'acier inoxydable.
Pour utiliser le thermocouple FW05, le câble FWC-L35 est nécessaire. 1,24m (soit
quatre pieds) de câble FWC-L35 sont empaquetés dans le coffret afin de minimiser
la conduction de la chaleur sur le bornier. Les 6,51 m (soit 21 pieds) de câble
restants permettent de monter le thermocouple FW05 à côté de la tête du CSAT3.
Enfin, le couverture pour thermocouple est placé au dessus des connecteurs. Ce
couvercle est utilisé pour positionner les connecteurs à côté de la tête du CSAT3 et
minimiser les gradients de température le long du connecteur de marque omega.
2.Spécifications
2.1 Mesures
Le CSAT3 mesure la vitesse du vent et la vitesse du son le long des trois axes non-
orthogonaux. Les vitesses de vent sont ensuite exprimées sous la forme de trois
composantes orthogonales u
l'anémomètre ; la vitesse du son (c) ou la température virtuelle sonique (T
reportée, représente la moyenne des variables entre les trois axes non-orthogonaux
de l'anémomètre. Les erreurs causées par le vent de force normale sur les
trajectoires soniques sont corrigées avant que la vitesse du vent soit transformée en
composantes orthogonales. Il n'est pas nécessaire d'appliquer la correction sur la
vitesse du son décrite par Liu et al., 2001. Le CSAT3 peut être configuré pour
réaliser une mesure unique à chaque déclenchement ou des mesures multiples qui
sont centrées autour du déclenchement (sur-échantillonnage, « oversampled »).
SORTIES : u
référencées à la tête de l'anémomètre ; c est la vitesse du son)
VITESSE DU SON : déterminée à partir des trois trajectoires acoustiques et
corrigées pour les effets de vent latéral.
, u
et u
et elles sont référencées au niveau de la tête de
x
y
z
, u
, u
et c (u
, u
et u
x
y
z
x
y
sont les composantes orthogonales du vent
z
) qui est
s
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