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Greice Ximena S. Oliveira Prof. Dr. Luiz Roberto Angelocci Piracicaba Junho de 2005

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” PPG EM FÍSICA DO AMBIENTE AGRÍCOLA LCE 5702 - MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANÁLISE FÍSICA DO AMBIENTE. Greice Ximena S. Oliveira Prof. Dr. Luiz Roberto Angelocci Piracicaba Junho de 2005. ANEMÔMETRO SÔNICO. OBJETIVO.

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Greice Ximena S. Oliveira Prof. Dr. Luiz Roberto Angelocci Piracicaba Junho de 2005

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Presentation Transcript

  1. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”PPG EM FÍSICA DO AMBIENTE AGRÍCOLALCE 5702 - MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANÁLISE FÍSICA DO AMBIENTE Greice Ximena S. Oliveira Prof. Dr. Luiz Roberto Angelocci Piracicaba Junho de 2005 ANEMÔMETRO SÔNICO

  2. OBJETIVO Estudos de “Correlação de Turbilhões” e de pesquisas que requerem medidas de turbulência e movimento do ar com alto grau de precição. PROBLEMA Achar a correlação entre as flutuações de velocidade de vento verticais com a temperatura, umidade do ar e gás carbônico, para determinar o fluxo de calor sensível e latente, bem como fluxos de CO2.

  3. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃO Figura 1. Anemômetro sônico (CSAT3) instalado no campo.

  4. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - GENERALIDADES • Medida: velocidade do vento • Mais caro que o anemómetro de hélices ou caneca • Maior precisão • Não requer manutenção mecânica • Problemas de medida quando ocorre precipitação

  5. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - APRESENTAÇÃO • CSAT3: anemômetro sônico tridimensional (Campbell Scientific Inc.) • Medida: velocidade do vento e a velocidade do som em três eixos ortogonais. • A partir destas medidas, a velocidade do vento ortogonal e a temperatura sônica, podem ser computadas.

  6. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO Figura 2. Anemômetro sônico (CSAT3) e sistema de coordenação.

  7. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - APLICAÇÕES • Usado em aplicações de correlação de turbilhões, mede as flutuações turbulentas do vento na horizontal e vertical. • A partir das flutuações turbulentas do vento, calcula-se o fluxo e a velocidade de fricção. • CSAT3 pode ser apenas usado para medir a velocidade média do vento na horizontal e sua direção.

  8. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICA • Princípio de operação: requer a interface da freqüência de pulsos que são enviados por um comprimento curto conhecido (pares de transductores sônicos) •  t entre a transmissão inicial de ondas do som pelo fluxo do ar e seu retorno é uma função direta da velocidade do ar ao longo do caminho

  9. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - TÉCNICA Onde: L  comprimento de caminho acústico   ângulo do vento U  velocidade do vento c  velocidade do som

  10. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕES • Velocidade do vento é transformada em componentes ortogonais: ux, uy, e uz • Configuração: uma única medida por gatilho ou medidas múltiplas (oversampled). • Temperatura operacional: - 30° a + 50°C • Voltagem: 10 a 16 VDC • Dimensões: 47,3 cm (l) x 42,4 cm (h)

  11. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - ESPECIFICAÇÕES • Resolução: 0,03ms-1 • Intervalo operacional: 0 a 30ms-1 • Constante de tempo: 0,01s • Velocidade do som x Temperatura: varia de 360 ms-1 a 50oC a 300ms-1 a -50oC • Taxa de medida: programável de 1 a 60 Hz.

  12. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO - DADOS DE SAÍDA • Os dados de saída podem ser armazenadas em SDM, R232, ou saída a analógica • DIGITAL SDM Baud rate:33,3K (max), Data type: 2 byte • DIGITAL RS-232 Baud rate:9600, Data type: 2 byte

  13. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO ANEMÔMETRO SÔNICO Figuras 3 e 4. Anemômetro sônico, Higrômetro e Termopar.

  14. EQUIPAMENTO A SER UTILIZADO Eddy Covariance System Figura 5. Datalogger CR5000 ou CR1000, CSAT3 Anemômetro Sônico, CS7500 Higrômetro FW05 Termopares finos e Analisador de gases.

  15. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Campbell Scientific Inc, CSAT3 Three Dimensional Sonic Anemometer, disponível em www.campbellsc.com, maio de 2005. DeFelice T. P. AnIntroduction to Meteorological Instrumentation na Measurement, Spring-Verlag New York Inc.: 1998, 229p. Fritschen L. J., Gay L. W., Envairomental Instrumentation, Spring-Verlag New York Inc.:1979. Guyot G. Climatologie de L’environnement, Cours et exercices corrigés, DUNOD, 2 ed., Paris: 1999

  16. OBRIGADA PELA ATENÇÃO Greice Ximena S. Oliveira Doutoranda em Física do Ambiente Agrícola ESALQ/USP gximena@esalq.usp.br

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