Le Panier  |  Contactez-nous  |  Aide  |  English  | 
1-888-826-6342  | 
Canada et États-Unis1-888-826-6342
International514-856-6928

Anémomètres

Introduction aux anémomètres

Un anémomètre est un instrument pour mesurer la vitesse de l'air soit dans un flux contenu, tel que le flux d'air dans un conduit, soit dans des flux non confinés, comme dans le vent atmosphérique. Pour déterminer la vitesse, un anémomètre détecte la modification de certaines propriétés physiques du fluide ou l'effet du fluide sur un dispositif mécanique inséré dans le flux.

Un anémomètre permet de mesurer l'ampleur de la vitesse totale, l'ampleur de la vitesse dans un plan ou de la composante vitesse dans une direction particulière.

Omega vous propose un large choix d'anémomètres pour mesurer directement la vitesse du vent et de l'air. Un anémomètre mesure habituellement les flux d'air en situation de turbulences. L'anémomètre à ailettes, l'anémomètre thermique et l'anémomètre à coupelle (généralement utilisé dans les stations météorologiques) sont le plus souvent utilisés pour mesurer la vitesse moyenne, tandis que les anémomètres à fil chaud sont généralement utilisés lorsque les caractéristiques de la turbulence sont mesurées, comme les mesures transversales dans un échantillon représentatif (le terme « anémomètre thermique » est souvent utilisé pour désigner tout anémomètre utilisant le rapport entre le transfert et la vitesse de la chaleur pour déterminer la vitesse.)

L'anémomètre à coupelle (utilisé dans les stations météorologiques) mesure la vitesse dans un plan perpendiculaire à l'axe de ses coupelles de rotation. Si l'anémomètre à coupelle est monté sur l'arbre perpendiculaire à l'horizontale, il permettra de mesurer uniquement la composante du vent parallèle au sol. D'autres anémomètres, tels que les anémomètres à ailettes, fonctionnent avec la pointe alignée au vecteur de vitesse totale. Avant d'utiliser un anémomètre, il est important de déterminer comment il doit être positionné et la composante de la vitesse totale que représente sa mesure.

Parfois appelés compteurs de la vitesse du vent ou de l'air, les anémomètres sont généralement divisés en deux catégories : à fil chaud ou à ailettes. L'anémomètre à fil chaud est le meilleur pour mesurer avec précision le débit d'air à de très faibles vitesses (par exemple, en dessous de 2 000 pi/min). Certains modèles sont conçus pour mesurer des vitesses aussi élevées que 15 000 pi/min, mais ont également une capacité de mesure très précise jusqu'à des vitesses beaucoup plus faibles. L'anémomètre à ailettes s'appuie sur une hélice rotative afin de capter la vitesse de l'air. L'anémomètre à ailettes est le meilleur choix pour mesurer la vitesse du vent. Nombre d'entre eux sont dotés d'unités de mesure sélectionnables par l'utilisateur : pi/min, m/s, MPH, km/h et nœud afin d'être compatibles avec une grande variété d'applications. Un thermoanémomètre est un anémomètre à fil chaud ou à ailettes doté d'une fonctionnalité supplémentaire de mesure de la température de l'air. Les anémomètres thermohygromètres comprennent les caractéristiques d'un thermoanémomètre et un capteur d'humidité donnant au client des renseignements environnementaux complets. Un anémomètre à enregistrement de données est conçu pour stocker des mesures en vue d'une consultation ultérieure. Certains d'entre eux téléchargeront les vitesses de l'air enregistrées sur votre ordinateur en vue d'une consultation et d'une analyse graphique ultérieures.
Types d'anémomètres
HHF141 Anémomètre à ailettes Anémomètres à ailettes
Des formes d'anémomètres de la vitesse mécanique de rotation peuvent être décrites comme appartenant à la catégorie des appareils à hélice ou à ailettes. Avec ce style d'anémomètre, l'axe de rotation doit être parallèle à la direction du vent et donc généralement horizontal. Dans des espaces ouverts, la direction du vent varie et l'axe doit donc suivre ses changements. Quand la direction du mouvement de l'air est toujours la même, comme dans les axes de ventilation des mines et des bâtiments par exemple, les ailettes, connues sous le nom de compteurs d'air, sont utilisées et donnent des résultats plus satisfaisants. Les anémomètres à ailettes sont disponibles avec des fonctions supplémentaires comme les mesures de température, d'humidité et du point de rosée, la conversion volumétrique et la capacité d'enregistrement de données.
HHF42 Anémomètre à fil chaud Anémomètres thermiques
Les anémomètres thermiques utilisent un fil très fin (de l'ordre de plusieurs micromètres) ou un élément chauffé à une température au-dessus de la température ambiante. Le passage du flux d'air exerce un effet rafraîchissant. Comme la résistance électrique de la plupart des métaux dépend de la température du métal (le tungstène est un choix répandu pour les fils chauds), un rapport existe donc entre la résistance du fil et la vitesse du flux.

Plusieurs façons de le mettre en œuvre existent et les appareils à fils chauds peuvent être également classés comme ACC (anémomètre à courant constant), AVC (anémomètre à voltage constant) et ATC (anémomètre à température constante). Le rendement en volts de ces anémomètres résulte donc d'une sorte de circuit au sein de l'appareil essayant de maintenir la variable spécifique constante (le courant, le voltage ou la température). En outre, les anémomètres MLP (à modulation de largeur d'impulsion) sont également utilisés, lorsque la vitesse est déduite de la durée d'une impulsion de répétition du courant qui apporte le fil jusqu'à une résistance spécifiée, puis s'arrête jusqu'à ce qu'un seuil « plancher » soit atteint, moment où l'impulsion est à nouveau envoyée.

Les anémomètres à fil chaud, bien qu'extrêmement délicats, sont dotés d'une réaction extrême à haute fréquence et d'une résolution spatiale fine par rapport à d'autres méthodes de mesure, et en tant que tels sont presque universellement employés pour l'étude détaillée des turbulences ou de tout flux dans lequel des fluctuations rapides sont dignes d'intérêt. Les anémomètres thermiques sont disponibles avec des fonctions supplémentaires comme la mesure de la température et la capacité d'enregistrement des données.
Système de mesure de la vitesse et de la température Anémomètres thermiques dotés du profilage vitesse/température
Les systèmes de profilage des anémomètres thermiques sont dotés du plus petit capteur disponible. Les capteurs mesurent à la fois la vitesse et la température. Le système multipoint d'enregistrement des données permet à l'utilisateur de profiler les caractéristiques du flux dans l'application et d'analyser les données sous forme graphique. Ces derniers sont fréquemment utilisés dans les souffleries pour l'analyse des tableaux de bord des circuits et des dissipateurs thermiques.
Série WMS-20 Anémomètres à coupelle
L'un des types simples d'anémomètre est l'anémomètre à coupelle. Il se compose de trois ou quatre coupelles hémisphériques, chacune montée sur l'extrémité des bras horizontaux, qui sont eux-mêmes montés à angles égaux sur un arbre vertical. Le passage horizontal du flux d'air sur les coupelles fait tourner ces dernières proportionnellement à la vitesse du vent. Le décompte des tours effectués par les coupelles sur une période définie calcule donc la vitesse moyenne du vent par rapport à une large gamme de vitesses. Sur un anémomètre à quatre coupelles, il est facile de voir que puisque que les coupelles sont disposées symétriquement à l'extrémité des bras, le creux d'une coupelle se présente toujours au vent et ce dernier souffle sur l'arrière de la coupelle, sur l'extrémité opposée de l'intersection.

Quand Robinson a conçu son premier anémomètre, il prétendait à tort que peu importe la taille des coupelles ou la longueur des bras, les coupelles se déplaçaient toujours à un tiers de la vitesse du vent. Ceci fut apparemment confirmé par certaines premières expériences indépendantes, mais c'était loin de la vérité. Il fut ensuite découvert que le véritable rapport entre la vitesse du vent et celle des coupelles, appelé le facteur anémomètre, dépendait des dimensions des coupelles et des bras, et pouvait se situer entre deux et un peu plus de trois. Chaque expérience impliquant un anémomètre devait donc être entièrement refaite.

L'anémomètre à trois coupelles, mis au point par le Canadien John Patterson en 1926, et les améliorations ultérieures des Américains Brevoort & Joiner en 1935, ont conduit à un modèle linéaire de coupelles doté d'une erreur comprise entre moins de 3 % et 60 mph. Patterson a découvert que chaque coupelle produisait un couple maximal lorsqu'elle était inclinée à 45 degrés par rapport au débit du vent. L'anémomètre à trois coupelles possédait également un couple plus constant et réagissait plus rapidement aux rafales que l'anémomètre à quatre coupelles.

L'anémomètre à trois coupelles fut ensuite modifié par l'Australien Derek Weston en 1991, afin de mesurer à la fois la vitesse et la direction du vent. Weston ajouta une étiquette sur une coupelle, qui provoqua l'accélération et le ralentissement de la vitesse de rotation de la coupelle en fonction de l'emplacement de l'étiquette, qu'elle soit dans le sens du vent ou non. Le sens du vent est calculé à partir de ces variations cycliques de la vitesse de la coupelle, tandis que la vitesse du vent est déterminée comme d'habitude à partir de la vitesse moyenne de rotation des coupelles.

Les anémomètres à trois coupelles sont actuellement utilisés comme des standards industriels pour les études d'évaluation des ressources en éoliennes. Le NRG # 40C est l'anémomètre à coupelles le plus couramment utilisé à cet effet. Pour des raisons historiques, les tailles des anémomètres sont mesurées en croix.