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CSAT3 Anémomètre sonique tridimensionnel
Le signal issu de la technique de traitement du CSAT3 est légèrement différent de
celui d'un anémomètre sonique plus simple. Ces différences comprennent un retard
au démarrage, avant que le système soit pleinement fonctionnel, et un besoin de
corriger le déclenchement du capteur de manière à assurer un flux constant de
données synchronisées. Les principes généraux de fonctionnement sont décrits dans
le paragraphe suivant.
Après que le CSAT3 ait transmis un signal ultrasonore de l'un de ses transducteurs,
il enregistre le signal reçu par le transducteur opposé. Pour optimiser les
performances du système, le CSAT3 recherche seulement le signal reçu pendant une
fenêtre de temps limitée. Le départ exact et la fin de la fenêtre temporelle n'est pas
seulement déterminé par l'espacement entre les transducteurs, mais aussi par la
vitesse du vent actuelle et la vitesse du son.
Après la mise sous tension ou la perte de signal, le CSAT3 entre dans un mode où il
teste le chemin aller – retour pour chacune de ces paires de transducteurs à ultrasons.
Ce mode est appelé mode "acquire" et prend environ 10 secondes avant que la sortie
soit disponible à partir de l'anémomètre. Ce retard est dû en partie au fait que
l'anémomètre n'a pas la connaissance des réponses récentes des paires de
transducteurs et en particulier il n'a l'historique de la vitesse du vent et la vitesse du
son. Au cours de ce mode d'acquisition, il utilise des fenêtres temporelles assez
larges de manière à trouver la véritable heure d'arrivée de chaque signal reçu.
Une fois qu'il a acquis le signal, il utilise un algorithme « de suivi » (« tracking »)
pour ajuster les temps de début et de fin de sa fenêtre de recherche qui sont basés sur
les paramètres d'exécution (voir paragraphe 10.3) et le dernier relevé de temps de
vol de l'ultrason. La base de cette ajustement est que la dynamique de circulation de
l'air encadre l'augmentation du temps de vol d'une certaine quantité pour un temps
donné. Le résultat obtenu par cet algorithme est que la largeur de la fenêtre
temporelle peut être réduite au minimum, les mesures peuvent être effectuées à une
fréquence plus élevée et une consommation énergétique plus faible peut être obtenue
par rapport a l'utilisation avec des fenêtres plus larges.
Parce que le paramètre d'exécution est utilisé comme un facteur important pour
l'algorithme « de suivi » (« tracking »), il doit être configuré pour correspondre à la
fréquence à laquelle l'anémomètre est déclenché. La création de ce paramètre et la
correspondance de celui-ci avec la fréquence de déclenchement sont discutés dans le
chapitre 8.
7.2.1 Effets de vent de travers (« Crosswind ») sur la vitesse du son
La vitesse du son est trouvée en combinant les mesures de temps de vol aller - retour
(voir Eq. 5 de l'annexe C). La composante parallèle du vent le long de l'axe sonore
n'a pas d'incidence sur la mesure de vitesse du son, toutefois la composante
perpendiculaire en a. Les effets de la composante perpendiculaire du vent peuvent
être pris en compte directement, en utilisant les composantes de vent et une
trigonométrie simple, ou séparement en utilisant des méthodes décrites par
Schotanus et al., 1983 et Liu et al., 2001. Le CSAT3 a toujours corrigé les effets de
vent de travers (« crosswind ») sur la vitesse du son, et l'impression de ce manuel, le
CSAT3 est le seul anémomètre sonique disponible dans le commerce qui corrige la
vitesse du son, et également la température sonique, pour des effets de vent soufflant
perpendiculairement à la voie de mesure sonore.
Les équations dérivées par Schotanus et al. (1983) s'appliquent aux anémomètres qui
mesurent la vitesse du son à partir d'une seule paire de transducteurs. Liu et al.
(2001) étend ces équations pour les anémomètres soniques qui mesurent la vitesse
du son selon les trois axes et qui moyennent ces résultats en une seule vitesse du son
comme avec le CSAT3. Liu et al. (2001) suppose que la géométrie de chacun des
anémomètres tridimensionnel pris individuellement est idéale quand ils fournissent
les facteurs donnés par le tableau 1.
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