Tecnologia Acu-Res

COMO A ACU-RES® FUNCIONA

A tecnologia Acu-Res® é composta por três componentes:

1. Sistema de medição de ressonância acústica

O diagrama simplificado abaixo mostra a disposição básica dos sensores do Anemômetro de Ressonância Acústica.

Em sua forma mais básica, o dispositivo consiste de um par de pequenas placas paralelas, denominadas refletores inferior e superior. No plano horizontal, a estrutura é ilimitada e o ar flui livremente entre as placas. Na direção vertical é limitada pelos refletores e a velocidade média do ar naquela direção é insignificante. Ondas acústicas (ultrassônicas) são geradas e recebidas por meio de três diafragmas de vibração acoplados ao mesmo número de elementos piezoelétricos. Os diafragmas são dispostos em uma formação triangular conforme mostrado no diagrama.

Um diafragma é eletricamente estimulado a qualquer momento. O ultrassom emana de sua superfície e se desloca para fora até atingir o refletor inferior, onde é submetido a um reflexo quase total. A frente de onda resultante se desloca para cima, atinge o refletor superior e é refletida novamente. O ultrassom continua saltando entre o par de refletores até ser suficientemente atenuado pela perda de energia no ar circundante e a sucessão de reflexos imperfeitos. Na prática o processo envolve cerca de 200 reflexos.

Sobre uma banda de frequência estreita os reflexos individuais combinam em fase para produzir um aumento significativo na força do sinal. A distribuição de ondas líquidas é complexa, mas pode ser pensada como uma onda vertical aparentemente estacionária, que no plano horizontal se comporta como uma onda progressiva radial bidimensional. Esse duplo caráter do campo acústico é explorado da seguinte maneira:

A MEDIÇÃO DO FLUXO DE AR SE BASEIA NO COMPORTAMENTO DA ONDA PROGRESSIVA

A fase líquida entre qualquer par de diafragmas é indicativo do fluxo de ar ao longo do eixo do par. Com os três pares de diafragma as medidas dos vetores componentes do fluxo de ar ao longo dos lados do triângulo (formado pelos diafragmas) são determinadas. Esses vetores são combinados para dar a velocidade e direção geral.

A COMPENSAÇÃO AUTOMÁTICA SE BASEIA NO COMPORTAMENTO DA ONDA ESTACIONÁRIA

A velocidade do som no ar varia em função da temperatura, umidade e em menor extensão, da pressão. A Acu-Res® oferece compensação automática para isso sem a necessidade de sensores adicionais. Em operação os aparelhos eletrônicos ajustam a frequência para maximizar a resposta e manter a ressonância. Nessas condições as medições são feitas independentemente da velocidade do som.

Além disso, a operação em ressonância reduz drasticamente a influência indesejável de reflexos acústicos de objetos próximos e efeitos aerodinâmicos, por exemplo, turbulência e não-uniformidade do fluxo. A proximidade dos diafragmas de vibração permite a operação em elevada velocidade do ar e a construção monolítica resulta em mais precisão. A relação entre a velocidade do ar e a fase de medição é linear. Além disso, a resposta seletiva na ressonância oferece um “filtro sintonizado front-end”, melhorando significativamente a relação sinal-ruído. A potência do sinal é mantida extremamente baixa, (normalmente décimos de microwatts) e a assinatura operacional é insignificante. A Acu-Res tem diversas vantagens sobre tecnologias alternativas. Algumas das mais importantes estão listadas abaixo.

  • Faixa dinâmica ampla e escalonável
  • Resposta linear de fase em função da velocidade do ar
  • Indicação precisa de velocidade e direção
  • Precisão da direção do vento independentemente da velocidade
  • Inerentemente compensado contra flutuações na temperatura, pressão e umidade
  • Construção robusta e plenamente vedada para a operação em todos os climas e alta disponibilidade
  • Construção em estado sólido (sem peças móveis) confiável
  • Pequeno, leve e fácil de usar
  • Baixo consumo de energia

2. Software Acu-Res®

Cada sensor de vento da FT Technologies conta com o avançado software Acu-Res® incorporado.

Ele faz todos os cálculos complexos necessários para obter a velocidade e a direção do vento, além de:

  • Ajustar constantemente a frequência do sinal dos transdutores para manter a ressonância
  • Monitorar a qualidade dos dados e sinalizar problemas ao sistema de controle ou registrador de dados (datalogger)
  • Verificar continuamente a vitalidade dos sub-sistemas do sensor e operar sistemas redundantes
  • Controlar dinamicamente a energia do aquecedor para manter a operação livre de gelo com o mínimo consumo de energia
  • Implementar parâmetros do usuário para configurar o sensor para necessidades específicas dos clientes, como filtragem de dados e ajustes de saída configuráveis

O software Acu-Res® foi desenvolvido especificamente para a indústria de fluxo de ar e otimizado para oferecer o melhor desempenho para aplicações de medição do vento.

3. Sistema de Proteção Ambiental

O Sistema de Proteção Ambiental Acu-Res® (EPS) foi projetado para permitir que o sensor funcione de modo confiável nas mais extremas condições.

Mudanças na densidade do ar e partículas no ar podem afetar a precisão de anemômetros de copos. O tempo ultrassônico de instrumentos de voo pode ter precisão menor em função de precipitação com chuva e poeira refletindo ou distorcendo a trajetória eficiente dos pulsos sônicos.

A velocidade do som no ar varia em função da temperatura e, em menor extensão, da umidade e da pressão. Os sensores alimentados pela Acu-Res® adaptam sua frequência de transmissão para manter a ressonância, compensando automaticamente qualquer mudança ambiental. A qualidade de uma medição de fluxo de ar pode ser assegurada, pois a capacidade do sensor de manter a ressonância também é monitorada e reportada pelo software Acu-Res®.

The EPS helps to guarantee high data availability in all weather conditions and has been optimised to minimise the effects of:

  • Raios e EMC
  • Poeira e areia
  • Radiação Solar
  • Chuva forte
  • Água salgada
  • Neve, chuva gelada e gelo
  • Granizo
  • Impacto físico
  • Vibração
  • Corrosão
  • Intempéries e envelhecimento

O EPS garante níveis elevados de disponibilidade através da incorporação de:

  • Um corpo rígido de liga anodizada forte, resistente à corrosão e que transmite calor facilmente e de maneira uniforme
  • Um sistema de vedação no corpo e em torno do conector que impede a entrada de areia, poeira e água
  • Equipamentos eletrônicos de proteção contra surtos para aumentar a imunidade do sensor a altas tensões e transientes de corrente induzidos por raios
  • Três aquecedores que mantém o sensor a uma temperatura constante e impedem que o mesmo acumule gelo
  • Super revestimentos hidrofóbicos que ajudam a manter o sensor limpo e seco
  • Teste de ciclo de vida altamente acelerado, que qualifica os sensores a suportarem vibração e temperatura extremos

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Os benefícios combinados da tecnologia Acu-Res® são a razão de acreditarmos que a Série FT7 consiste nos sensores mais resistentes do mundo.

Patente na Europa No: EP 0 801 311.  Patente dos EUA No: 5,877,416.

SENSORES DE VENTO COM TECNOLOGIA ACU-RES®

Inventada pelo nosso Diretor Executivo Dr Savvas Kapartis e patenteada em 1997, a Acu-Res® é uma tecnologia de estado sólido (sem partes móveis) para medir a velocidade e a direção do vento.

Utiliza uma onda acústica (ultrassônica) que é ressoada no interior de uma pequena cavidade. Uma forte onda sonora ressonante em um espaço pequeno dá uma relação sinal-ruído superior a 40db mais forte que outras tecnologias ultrassônicas.​

A Acu-Res® é exclusiva da FT Technologies e é o que dá aos nossos sensores uma solução de medição mais robusta e confiável do que sensores mecânicos e outros sensores ultrassônicos .

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