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Recherche & DĂ©veloppement   Etude de l'anĂ©momètre MDL33
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Etude de l'anémomètre MDL33

L’anémomètre à 3 coupelles est constitué de 4 pièces en aluminium usinées dans la masse. L’utilisation de 2 roulements de précision assure un mouvement sans jeu du rotor. Ces roulements sont huilés pour diminuer la vitesse de démarrage de l’anémomètre, même à basse température. L'anémomètre peut être facilement démonté pour l’entretien.







Description

La mesure de la vitesse de rotation s’effectue à l’aide d’un interrupteur à lames souples qui génère une impulsion par tour. Des essais en soufflerie, jusqu’à 200 Km/h, ont permis de déterminer l’équation suivante :

v = 0,56 + 1,055*f [m/s]

avec f = vitesse de rotation en Hz


En pratique, on constate une légère diminution de la vitesse de démarrage par rodage de l’anémomètre. Quatre mois après l’installation sur site, cette vitesse se stabilise à 0,48 m/s.

Nous utiliserons donc la relation suivante :

v = 0,50 + 1,055*f [m/s] (1)


Processus dÂ’acquisition

L’anémomètre sera connecté à l’entrée CP de l’enregistreur EasyLog. Cette entrée est du type évènementiel et possède un pré diviseur programmable de 1 à 4096.

Entrée évenementielle Easylog3000

Le cavalier JP3 sera placé sur la position 4-6 afin d’avoir un taux de division de 4096.

Cavalier JP3 Easylog3000

Chaque dépassement du compteur provoquera le réveil de l’enregistreur qui mémorisera l’évènement. D’autre part le pré diviseur peut être lu par l’enregistreur à une cadence programmable. Pour une cadence de, par exemple, 15 minutes le nombre de tours sera:

N= NCP * 4096 + CT [tours/15minutes] (2)


Avec CT = le contenu du compteur mémorisé tous les 15 minutes
NCP = le nombre de dépassement du pré diviseur, compté sur les 15 minutes et mémorisé sous forme évènementielle.

Cette configuration permet de restituer, au tour près, le nombre de révolutions de l’anémomètre sur un pas de temps quelconque tout en préservant l’autonomie de la mémoire et des piles.

Consommation Ă©lectrique

Pour un vent moyen de 4m/s nous avons environ 4 impulsions/sec. Le pré diviseur par 4096 entraînera un réveil et un enregistrement toutes les 4*60*60/4096 = 3,5 heures.

Un rĂ©veil/heure produit un courant moyen de 3μA.
La mĂ©morisation du compteur (12 bits – 100ms) Ă  une cadence de 15 minutes produit un courant moyen de 5 μA.

Le courant moyen total destinĂ© Ă  la mesure de lÂ’anĂ©momètre sera donc : 3,5 * 3μA + 5 μA = 15,5μA moyen

Traitement

A partir de (2) : f = (NCP * 4096 + CT) / 15 * 60 [Hz] (3)

LÂ’Ă©quation (1) permet de calculer la vitesse du vent

v = 0,50 + 1,055*f [m/s]


Le décalage de la droite de 0,50 m/s est dû aux forces de frottement du rotor et représente la vitesse de démarrage du rotor. Souvent il est négligé et l’équation devient alors v = 1,055*f.

Afin d’augmenter la précision il faudrait tenir compte du frottement mais dans ce cas la relation donne un vent de 0,50m/s pour une vitesse de rotation nulle de l’anémomètre.

L’équation est donc valable pour des vitesses supérieures à 0,50 m/s qui ne tient pas compte de la non linéarité proche du zéro.

Pour ces raisons nous utiliserons plutĂ´t lÂ’Ă©quation suivante :

v = 0.55 * 2exp(-1/(20*f+0.01)) + 1.055*f [m/s]


Qui est plus conforme à la réalité.

Equation Anémomètre MDL33

La difficulté principale du traitement consiste à compter le nombre de dépassement du compteur (enregistrement CP) sur le pas de temps. Pour cette raison l’on utilisera avantageusement le logiciel IGOR de Wavemetrics qui offre de puissantes fonctions de traitement. Un exemple de traitement complet avec graphique et statistiques est donné en annexe.

Rapports

GmE - Données EasyLog
Waves d'entrées : VVT, CT
Pas d'acquisition = 15 minutes
Vent max. = 9.3 m/s le Vent min. = 0 m/s le Vent moy. = 3.5 m/s
Ecart type = 1.8 m/s

Graphique Anémomètre MDL33

Le graphique montre un épisode de vent faible où l’on observe bien la qualité du traitement pour des vents moyens en dessous de 0,55m/s.

SOUS-MENU
 
  Etude du banc de test BT1
  Etude de l'anĂ©momètre MDL33
  Etude du pyranomètre MDL134
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