ES2893581T3 - Carcasa de sensor de viento y sensor de viento que comprende dicha carcasa - Google Patents

Abstract

Carcasa (6) para un sensor de viento (2), comprendiendo la carcasa (6): un primer cuerpo de carcasa (12) que presenta una sección transversal cilíndrica, un segundo cuerpo de carcasa (14) que presenta una sección transversal cilíndrica, un primer reflector (16) en el primer cuerpo de carcasa (12) y un segundo reflector (18) en el segundo cuerpo de carcasa (14) e instalado de forma coaxial con el primer reflector (16) a fin de delimitar una cavidad resonante (24) entre el primer reflector (16) y el segundo reflector (18) configurada para formar una cavidad de medición para un elemento de detección (4) en el espacio entre el primer reflector (16) y el segundo reflector (18); caracterizada por que: la carcasa (6) presenta al menos una superficie (40, 42) que comprende uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) para inducir turbulencia en el fluido que fluye por la superficie (40, 42) que comprende el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38); donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) están dispuestos en la al menos una superficie que se extiende alrededor del perímetro del primer cuerpo de carcasa (12) y/o del segundo cuerpo de carcasa (14).

Description

DESCRIPCIÓN

Carcasa de sensor de viento y sensor de viento que comprende dicha carcasa

Campo de la exposición

[0001] La presente exposición guarda relación con una carcasa para un sensor de viento, y con un sensor de viento que incorpora la carcasa.

Antecedentes de la exposición

[0002] Los sensores de viento están disponibles para medir la velocidad de flujo de aire o fluido en un campo libre. En muchas aplicaciones es deseable o esencial que la medición de la velocidad del fluido sea precisa.

[0003] Las mediciones de velocidad de viento realizadas por un sensor de viento pueden ser afectadas por variaciones en la orientación del sensor de viento con respecto al flujo de aire y por la transición de flujo laminar a turbulento en los alrededores del sensor de viento, dando lugar a errores en la velocidad de viento medida.

[0004] EP-A1-0 801 311 y FT Technologies: "FT702LT Sensor de viento ultrasónico" (XP055323356) exponen carcasas para sensores de viento que presentan primeros y segundos reflectores que forman cavidades resonantes para detectar velocidad de viento.

[0005] US-A-3 212 329 muestra una carcasa de forma esférica para un sensor de viento del cual la superficie comprende aros o anillos para inducir turbulencia en el fluido que fluye por la superficie. Las fuerzas inducidas por el viento ejercidas sobre la carcasa se usan para medir un desplazamiento de la esfera de arrastre con relación a un poste fijo.

[0006] A partir de US-A-3217536 se conoce una carcasa para un sensor de viento que presenta dos cuerpos de carcasa esféricos coaxiales, que forman una cavidad y presentan aberturas en la superficie exterior del cuerpo de carcasa exterior para inducir turbulencia. El flujo de aire entrante causa una fuerza sobre la carcasa que está fijada en un poste. La fuerza se mide mediante elementos que se doblan dentro de la carcasa. Las aberturas proporcionan un flujo de aire turbulento alrededor del cuerpo exterior.

[0007] ES-T3-2 348 800 describe una carcasa de sensor de viento que comprende dos cuerpos de carcasa esféricos que forman una cavidad. Se proporcionan ranuras en el perímetro para inducir turbulencia. La velocidad de flujo de aire se mide monitorizando el comportamiento de enfriamiento de cables calentados en el centro del dispositivo.

[0008] La presente invención busca proporcionar una carcasa novedosa para un sensor de viento.

Breve descripción de los dibujos

[0009]

La Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de los elementos principales de un sensor de viento de acuerdo con un modo de realización de la exposición.

La Figura 2 es una vista lateral de una parte de un sensor de viento de acuerdo con un modo de realización. La Figura 3 es una vista lateral de una parte central de la carcasa del sensor de viento mostrado en la Figura 2.

La Figura 4 es una vista en sección transversal horizontal a través de la sección AA en la Figura 2.

La Figura 5 es un boceto que muestra una vista en planta de flujo laminar separado alrededor de un objeto cilíndrico.

La Figura 6 es un boceto que muestra una vista en planta de flujo turbulento separado alrededor de un objeto cilíndrico.

La Figura 7 muestra la relación entre número de Reynolds, arrastre y propiedades de superficie.

La Figura 8 ilustra flujo de fluido sobre un sensor de flujo de fluido.

Descripción detallada de los modos de realización preferidos

[0010] De acuerdo con un aspecto de la exposición, se proporciona una carcasa para un sensor de viento. La carcasa comprende un primer cuerpo de carcasa que presenta una sección transversal cilíndrica, un segundo cuerpo de carcasa que presenta una sección transversal cilíndrica, un primer reflector en el primer cuerpo de carcasa y un segundo reflector en el segundo cuerpo de carcasa e instalado de forma coaxial con el primer reflector a fin de delimitar una cavidad resonante entre el primer reflector y el segundo reflector. La carcasa presenta al menos una superficie que comprende uno o más elemento(s) de superficie con forma para inducir turbulencia en el fluido que fluye por la superficie. El uno o más elemento(s) de superficie con forma están dispuestos en una superficie que se extiende alrededor del perímetro del primer cuerpo de carcasa y/o del segundo cuerpo de carcasa y/o dentro de la cavidad resonante.

[0011] De acuerdo con otro aspecto de la exposición, se proporciona una carcasa para un sensor de viento, que presenta al menos una superficie que comprende uno o más elementos de superficie con forma para inducir turbulencia en el fluido que fluye por la superficie.

[0012] De acuerdo con un aspecto adicional de la exposición, se proporciona un sensor de viento que comprende una carcasa de acuerdo con cualquiera de los aspectos precedentes de la exposición.

[0013] La carcasa, de acuerdo con modos de realización de la exposición, mitiga los errores asociados con la orientación del sensor de velocidad de viento con respecto al flujo de aire y la transición entre flujo laminar y turbulento.

[0014] A continuación, se describen modos de realización específicos, solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos.

[0015] Ahora se describirán modos de realización de un sensor de viento de la exposición con referencia a las Figuras 1 a 6. En el modo de realización, el fluido que se mide es aire. No obstante, se puede medir la velocidad de otros fluidos en movimiento con sensores de viento que presentan la carcasa expuesta. Los términos "sensor de viento" y "flujo de aire" deberían por tanto entenderse como corresponde.

[0016] Con referencia a las Figuras adjuntas, un sensor de viento 2 comprende un elemento de detección 4 para detectar velocidad de viento y generar señales eléctricas asociadas con la velocidad de viento, y una carcasa 6, para albergar el elemento de detección 4. El sensor de viento 2 también presenta un elemento de procesamiento 8 que está acoplado eléctricamente al elemento de detección 4 para procesar las señales eléctricas generadas por el elemento de detección 4 a fin de determinar una medición de velocidad de viento. En el sensor de viento 2 ilustrado, la carcasa 6 alberga el elemento de procesamiento 8 además del elemento de detección 4, pero esto no es esencial.

[0017] En el modo de realización expuesto, la carcasa 6 es básicamente cilíndrica y comprende una primera parte de cuerpo de carcasa 12 y una segunda parte de cuerpo de carcasa 14 dispuestas de forma coaxial como la carcasa 6. Tanto la primera parte de cuerpo de carcasa 12 como la segunda parte de cuerpo de carcasa 14 son también básicamente cilíndricas.

[0018] En el modo de realización expuesto, el elemento de detección 4 usa el principio de resonancia acústica para detectar la velocidad del flujo de aire que pasa. La primera parte de cuerpo de carcasa 12 se proporciona con una superficie plana como un primer reflector 16 y la segunda parte de cuerpo de carcasa 14 se proporciona con una superficie plana como un segundo reflector 18. El primer reflector 16 y segundo reflector 18 son placas circulares. El primer reflector 16 y el segundo reflector 18 están dispuestos para estar paralelos el uno al otro, y están espaciados a una distancia D el uno del otro por medio de una pluralidad de separadores 20 ubicados a intervalos alrededor del perímetro del primer reflector 16 y segundo reflector 18. El primer reflector 16 y el segundo reflector 18 delimitan una cavidad resonante 24, formando una cavidad de medición para el elemento de detección 4, en el espacio entre el primer reflector 16 y el segundo reflector 18.

[0019] En el modo de realización expuesto, la primera parte de cuerpo de carcasa 12, segunda parte de cuerpo de carcasa 14, primer reflector 16, segundo reflector 18 y separadores 20 son partes integrales de la carcasa 6, y se forman fabricando una pieza cilíndrica de metal. Al menos una de entre la primera parte de cuerpo de carcasa 12 y segunda parte de cuerpo de carcasa 14 pueden hacerse huecas para recibir transductores (descritos posteriormente) y circuito electrónico según se necesite. En otros modos de realización, la primera parte de cuerpo de carcasa 12 puede formarse por separado de la segunda parte de cuerpo de carcasa 14.

[0020] La cavidad resonante 24 está abierta para el flujo de fluido y está ocupada por el fluido cuya velocidad se va a medir. En el modo de realización expuesto, la cavidad resonante 24 contiene aire que puede fluir libremente a través de la cavidad resonante 24 en cualquier dirección.

[0021] En el modo de realización expuesto, el sensor de viento 2 se proporciona con tres transductores electroacústicos 26, 28, 30 instalados en el segundo reflector 18 y dispuestos para emitir señales acústicas a la cavidad resonante 24 y para recibir señales acústicas de la cavidad resonante 24.

[0022] Las señales acústicas recibidas por los transductores 26, 28, 30 se convierten en señales eléctricas y las señales eléctricas se pasan al elemento de procesamiento 8 para procesarse para determinar la velocidad del flujo de aire. En el modo de realización expuesto, el elemento de procesamiento 8 también opera para generar las señales de excitación eléctricas aplicadas a los transductores 26, 28, 30 para hacer que los transductores 26, 28, 30 emitan señales acústicas dentro de la cavidad resonante 24.

[0023] En el modo de realización expuesto, por tanto, el elemento de detección 4 comprende el primer reflector 16 y el segundo reflector 18 que delimitan la cavidad resonante 24, y los tres transductores 26, 28, 30. El elemento de detección 4 opera según se describe en la publicación de patente europea EP 0801311 B para determinar una medición de flujo de aire. La dirección del viento puede determinarse a partir de mediciones de velocidad de viento realizadas entre diferentes pares de transductores 26, 28, 30 según se explica en detalle en EP 0801311 B.

[0024] Al menos un elemento de superficie con forma 38 se proporciona en una superficie 40, 42 de la carcasa 6 o se aplica a la misma. La carcasa 6 por tanto presenta al menos una superficie 40, 42 que comprende uno o más elementos de superficie con forma 38. En el modo de realización expuesto, se proporcionan elementos de superficie con forma 38 en la superficie 40 de la primera parte de cuerpo de carcasa 12 y la superficie 42 de la segunda parte de cuerpo de carcasa 14. En otros modos de realización, pueden proporcionarse elementos de superficie con forma 38 en solo una superficie 40, 42 de la carcasa 6.

[0025] Las superficies 40, 42 en las que se proporcionan o disponen los elementos de superficie con forma 38 son superficies sobre las que el fluido, en este caso aire, fluye según pasa por la carcasa 6. Los elementos de superficie con forma 38 inducen turbulencia en el flujo de aire por la superficie 40, 42 de la carcasa 6.

[0026] Las superficies 40, 42 se extienden alrededor del perímetro de la carcasa 6. La carcasa 6 del modo de realización expuesto es generalmente cilíndrica y por tanto las superficies 40, 42 se entienden alrededor de toda la circunferencia de la carcasa 6. La presencia de elemento(s) de superficie con forma 38 alrededor de toda la circunferencia resulta en el funcionamiento uniforme del sensor de viento 2 independientemente de la dirección radial del viento, es decir, la ubicación alrededor de la circunferencia en la que el viento es incidente. Sin embargo, en algunos modos de realización la superficie 40, 42 en la que se proporcionan los elementos de superficie con forma 38 puede extenderse sobre solo una parte del perímetro o circunferencia de la carcasa 6.

[0027] En el modo de realización expuesto, las superficies 40, 42 son de extensión longitudinal limitada, es decir, se extienden sobre solo parte de la altura de la carcasa (que puede ser la longitud del cilindro). Las superficies 40, 42 son adyacentes al elemento de detección 4 proporcionado por la cavidad resonante 24 que actúa como una cavidad de medición. En algunos modos de realización, las superficies 40, 42 se extienden sobre toda la longitud de la carcasa 6.

[0028] En el modo de realización expuesto, un elemento de superficie con forma 38 está integrado en la superficie 40, 42 en la que se proporciona. En los modos de realización expuestos, los elementos de superficie con forma 38 resultan de fabricar las superficies 40, 42 de la carcasa 6. En otros modos de realización los elementos de superficie con forma 38 pueden estar separados de la carcasa 6 y pueden aplicarse o fijarse a la superficie 40, 42.

[0029] En un modo de realización, un elemento de superficie con forma 38 comprende una protrusión de las superficies 40, 42. La altura de la protrusión es generalmente al menos 0,1 mm (0,0001 m) y está normalmente en el rango de 0,1 mm a 1 mm (0,0001 m a 0,001 m).

[0030] En un modo de realización un elemento de superficie con forma 38 comprende un hueco o una muesca en la superficie 40, 42. La profundidad de la muesca es generalmente al menos 0,1 mm (0,0001 m) y está normalmente en el rango de 0,1 mm a 1 mm (0,0001 m a 0,001 m).

[0031] En el modo de realización expuesto, una pluralidad de elementos de superficie con forma 38 protruyen de la superficie 40, 42 a una altura uniforme o se adentran en la superficie 40, 42 a una profundidad uniforme.

[0032] En algunos modos de realización, los elementos de superficie con forma 38 adyacentes aplicados a una superficie 40, 42 no son idénticos. Una variación en los elementos de superficie con forma 38 aplicados puede resultar en que los elementos de superficie con forma 38 proporcionen un mayor grado de turbulencia.

[0033] En algunos modos de realización los elementos de superficie con forma 38 pueden comprender tanto protrusiones de una superficie 40, 42 como muescas en esa superficie 40, 42. En algunos modos de realización, los elementos de superficie con forma 38 protruyentes y los elementos de superficie con forma 38 marcados se alternan en la dirección alrededor del perímetro o circunferencia de la carcasa 6 y/o en la dirección longitudinal de la carcasa 6. La alternación de elementos de superficie con forma 38 marcados y protruyentes puede proporcionar turbulencia aumentada.

[0034] En el modo de realización expuesto, los elementos de superficie con forma 38 están espaciados de forma uniforme en la superficie 40, 42. El espaciado uniforme de los elementos de superficie con forma 38 puede resultar en el funcionamiento uniforme del sensor de viento 2 independientemente de la dirección relativa del viento.

[0035] Los elementos de superficie con forma 38 pueden proporcionarse a una separación angular uniforme alrededor del perímetro o circunferencia de la carcasa 6. La separación uniforme del elemento o elementos de superficie con forma 38 alrededor del perímetro o circunferencia de la carcasa 6 resulta en el funcionamiento uniforme del sensor de viento 2 independientemente de la dirección radial del viento. En el modo de realización expuesto, se proporcionan treinta y seis elementos de superficie con forma 38 alrededor de la circunferencia de la carcasa 6 a una separación angular de 10 grados entre elementos de superficie 38 adyacentes.

[0036] En el modo de realización expuesto, los elementos de superficie con forma 38 son de tamaño uniforme. El tamaño uniforme de los elementos de superficie con forma 38 puede resultar en el funcionamiento uniforme del sensor de viento 2 independientemente de la dirección radial del viento.

[0037] En el modo de realización expuesto, la longitud de un elemento de superficie con forma 38, es decir, la extensión de un elemento de superficie con forma 38 en la dirección longitudinal de la carcasa 6, es generalmente al menos 2 mm (0,002 m) y suele estar en el rango de 5 mm a 15 mm (0,005 m a 0,015 m). En algunos modos de realización un elemento de superficie con forma 38 puede extenderse a lo largo de toda la altura de la primera parte de cuerpo de carcasa 12 y/o a lo largo de toda la altura de la segunda parte de cuerpo de carcasa 14.

[0038] En el modo de realización expuesto, la anchura de un elemento de superficie con forma 38, es decir, la extensión de un elemento de superficie con forma 38 en la dirección circunferencial de la carcasa 6, es generalmente al menos 2 mm (0,002 m) y está normalmente en el rango de 3 mm a 15 mm (0,003m a 0,015 m). En algunos modos de realización un elemento de superficie con forma 38 puede extenderse alrededor del perímetro o circunferencia de la carcasa 6.

[0039] En los modos de realización expuestos, un elemento de superficie con forma 38 es generalmente rectangular en vista en planta y de perfil en sección transversal, por ejemplo, con forma de cubo. En otros modos de realización, un elemento de superficie con forma 38 que presenta formas cuadradas, ovaladas y triangulares, entre otras, en vista en planta y perfil en sección transversal funcionan eficazmente y pueden ser más fáciles de fabricar por herramientas automatizadas. En un modo de realización todos los elementos de superficie con forma 38 son idénticos. Diferentes formas en planta o de perfil pueden usarse para cada uno de una pluralidad de elementos de superficie con forma 38 en algunos modos de realización. El uso de una pluralidad de elementos de superficie con forma 38 no idénticos puede crear un mayor grado de turbulencia.

[0040] Los elementos de superficie con forma 38 de los modos de realización expuestos inducen turbulencia en el fluido que fluye por la superficie 40, 42 de la carcasa 6 a velocidades de viento prácticas con las que se encuentra el sensor de viento 2, por ejemplo para velocidades de viento mayores a 3 m/s.

[0041] El flujo de fluido alrededor de un objeto es laminar o turbulento dependiendo de factores como la viscosidad del fluido, la velocidad de flujo de fluido y la forma del objeto o la orientación del objeto con respecto al flujo de fluido, y puede analizarse usando números de Reynolds. El flujo laminar de un fluido ocurre con números de Reynolds bajos, y se caracteriza por moción de fluido suave. Con números de Reynolds altos, un fluido exhibe flujo turbulento. En el aire, el límite entre flujo laminar del aire y flujo turbulento del aire suele ocurrir con un número de Reynolds alrededor de 105.

[0042] Las diferencias entre flujo de fluido laminar alrededor de un objeto cilíndrico y flujo de fluido turbulento alrededor de un objeto cilíndrico pueden entenderse más claramente a partir de una consideración de las Figuras 5 a 7.

[0043] La Figura 5 muestra flujo de fluido alrededor de un cilindro a una velocidad de flujo determinada. Como se puede ver, el flujo de fluido es laminar a los lados del cilindro, pero se separa del cilindro creando una gran región de baja presión en la banda de sotavento del cilindro. En este caso el cilindro causa una cantidad de arrastre considerable.

[0044] La Figura 6 muestra una forma diferente de flujo de fluido alrededor de un cilindro prevalente a velocidades de flujo mayores que aquellas experimentadas en la disposición mostrada en la Figura 5. Una capa de límite turbulento sigue los lados del cilindro. En contraste con las condiciones de flujo vistas en la Figura 5, el flujo de fluido en la Figura 6 sigue el contorno del cilindro más lejos hasta la banda de sotavento del cilindro. En esta configuración de flujo la región de baja presión es más pequeña y por tanto el arrastre se reduce.

[0045] El gráfico en la Figura 7 ilustra la dependencia del arrastre del número de Reynolds. El número de Reynolds es una cantidad bien conocida que es proporcional a la velocidad relativa de flujo de fluido sobre la superficie de un objeto. Como se puede ver, con números de Reynolds bajos/velocidad de flujo de fluido lenta, el arrastre es alto. A estas velocidades de flujo, se dan las condiciones de flujo de fluido laminar mostradas en la Figura 5. Sin embargo, según aumenta la velocidad de flujo de fluido/el número de Reynolds, las condiciones de flujo de fluido turbulento se desarrollan, dando lugar a una reducción drástica y repentina en el arrastre con un número de Reynolds que es específico al objeto sobre el cual fluye el fluido. Se reconoció que los cambios repentinos entre condiciones de flujo de fluido laminar y turbulento afectan considerablemente a la precisión de medición de los sensores de velocidad de fluido y que como consecuencia es deseable que, en medida de lo posible, se debería hacer que estos cambios ocurran a velocidades de viento bajas en las que el efecto de arrastre es mínimo.

[0046] En el ejemplo mostrado en la Figura 7 el rango de operación empieza a una velocidad de flujo de fluido de cero y se extiende a una velocidad de flujo de fluido máxima. A velocidades de flujo de fluido bajas las condiciones de flujo mostradas en la Figura 5 son prevalentes, por lo que se experimenta un alto arrastre. En el extremo superior del rango de operación ilustrado en la Figura 7 las condiciones de flujo de fluido ilustradas en la Figura 6 son prevalentes y se experimenta una cantidad de arrastre correspondientemente más pequeña. Como se puede ver en la Figura 7, la transición entre estos dos estados es una abrupta. Los experimentos han mostrado que, para una versión con paredes lisas del sensor de flujo de fluido del tipo mostrado en las Figuras 2 y 3 (que es un sensor de fluido que no comprende los elementos de superficie con forma incluidos en el modo de realización mostrado en estas figuras) y a velocidades de flujo de fluido constantes a pesar de la aparente simetría del sensor puede ocurrir un cambio o cambios alternos entre condiciones de flujo de fluido laminar y turbulento y afectar considerablemente a la precisión de medición. Se descubrió sorprendentemente en particular que incluso un pequeño cambio en la dirección de incidencia del flujo de fluido sobre el sensor puede causar cambios importantes en la velocidad de flujo de fluido medida. Sin ánimo de ceñirse a la teoría, se cree que dichos cambios en la dirección de incidencia del flujo de fluido exponen la pluralidad de separadores 20 al flujo de fluido de una manera que, dependiendo del ángulo de incidencia del flujo de fluido sobre la carcasa del sensor, causa flujo de fluido bien laminar o turbulento alrededor del sensor. De acuerdo con la Figura 7, se cree que esto causa un cambio sustancial en la cantidad de arrastre experimentada por el flujo de fluido.

[0047] Como también se ilustra en la Figura 7, la transición entre los estados de flujo de fluido de alto y bajo arrastre tiene lugar con números de Reynolds diferentes para objetos con paredes lisas y objetos con una superficie rugosa. Se reconoció que la sensibilidad del sensor a estos cambios la condición de flujo es mayor para velocidades de flujo de fluido altas de lo que es para velocidades de flujo de fluido más bajas. En consecuencia, se reconoció que es deseable el uso de los elementos de superficie con forma aquí introducidos. Se descubrió además que, según se muestra también en la Figura 7, la magnitud del cambio en el arrastre cuando se transita entre las dos condiciones de flujo es menor para transiciones con números de Reynolds menores que para transiciones con números de Reynolds mayores.

La Figura 8 ilustra flujo de fluido incidente en la carcasa del sensor de un modo de realización. El flujo de fluido puede considerarse para comprender un componente 50 que es incidente sobre la primera parte de carcasa 12, un componente 60 que es incidente sobre la primera parte de carcasa 14 y un componente 70 que fluye a través de la cavidad resonante 24. En la carcasa de sensor con paredes lisas en la que se observó este efecto solo puede ser el componente de flujo 70 lo que causa las fluctuaciones en mediciones de velocidad descritas anteriormente. Se descubrió sorprendentemente que, a pesar de esto, la adición de los elementos de superficie con forma 38 abordados anteriormente a las superficies 40 y 42 alivia este problema de manera que se reducen o se eliminan fluctuaciones en mediciones de velocidad de flujo. Esto es sorprendente, dado que los elementos de superficie con forma 38 actúan sobre los componentes de flujo 50 y 60 si se proporcionan en ambas superficies 40 y 42 o solo en uno de los componentes de flujo 50 y 60 si se proporcionan en solo una de las superficies 40 y 42. Sin ánimo de ceñirse a la teoría, se cree que el elemento de superficie con forma 38 en las superficies 40 y/o 42 causa flujo turbulento en el sotavento de la primera y/o segunda parte de cuerpo de carcasa 12/14 según se indica en la Figura 8 y similar al patrón de flujo mostrado en la Figura 6. Se cree que imponiendo este patrón de flujo sobre los componentes de flujo 50 y/o 60 la presión aguas abajo de la primera y/o segunda parte de cuerpo de carcasa del sensor 12/14 cambia de una manera que también afecta al componente de flujo 70 de manera que un cambio en el ángulo de incidencia del componente de flujo de fluido 70 sobre los soportes 20 no es suficiente para hacer que el componente de flujo 70 adopte un patrón de flujo laminar. La transición de flujo de fluido laminar a flujo de fluido turbulento para todo el sensor ocurre por tanto con números de Reynolds inferiores/menor velocidad de flujo en una parte del rango de operación del sensor en el que la transición tiene un efecto reducido sobre la precisión de medición. Por tanto, todo el sensor operaría de acuerdo con la línea continua mostrada en la Figura 7. El flujo turbulento en la capa límite del flujo de aire alrededor del sensor de viento 2 causado por los elementos de superficie con forma 38 afecta al patrón de flujo global alrededor del sensor de viento 2. Por tanto, los cambios en el flujo de aire medido siempre reflejarán cambios en la velocidad de viento real, en lugar de reflejar cambios entre flujo de fluido laminar y flujo de fluido turbulento alrededor del sensor de viento 2. Así pues, pueden evitarse imprecisiones en la calibración del sensor de viento 2 debido a cambios impredecibles entre flujo de fluido laminar y flujo de fluido turbulento alrededor del sensor de viento 2.

[0048] Los modos de realización de la exposición por tanto proporcionan una carcasa 6 para un sensor de velocidad de viento 2. La carcasa 6 causa turbulencia en el flujo de aire, y el patrón de flujo global es básicamente menos sensible a la orientación del viento, el nivel de turbulencia del viento y la contaminación de las superficies del sensor de viento. Como resultado, se pueden reducir o eliminar imprecisiones en la velocidad de viento causadas por cambios impredecibles entre flujo laminar y flujo turbulento y se puede lograr la calibración del sensor de viento 2 de forma más precisa. Dado que se puede calcular la dirección del viento a partir de un número de mediciones de velocidad de viento, la medición de la dirección del viento se mejora también.

[0049] En los modos de realización expuestos, los elementos de superficie con forma 38 se disponen en superficies sobre las que el aire fluye según pasa por el sensor de aire 2. Sin embargo, los elementos de superficie con forma 38 pueden proporcionarse de forma adicional o alternativa dentro de la cavidad resonante 24.

[0050] Resultarán evidentes otras variaciones y modificaciones al experto en la materia. Dichas variaciones y modificaciones pueden involucrar características equivalentes al igual que otras que ya son conocidas y que pueden usarse en lugar de las características aquí descritas o además de estas. Pueden proporcionarse características que se describen en el contexto de modos de realización distintos en combinación en un solo modo de realización. En cambio, las características que se describen en el contexto de un solo modo de realización pueden proporcionarse también por separado o en cualquier subcombinación adecuada.

[0051] Debería destacarse que el término “que comprende” no excluye otros elementos, el término “un” o “una” no excluye una pluralidad, una sola característica puede cumplir las funciones de varias características mencionadas en las reivindicaciones y los signos de referencia en las reivindicaciones no deben interpretarse como limitativos del alcance de las reivindicaciones. Debería destacarse también que las Figuras no son necesariamente a escala; en su lugar se pone generalmente el énfasis en ilustrar los principios de la presente exposición.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Carcasa (6) para un sensor de viento (2), comprendiendo la carcasa (6):

un primer cuerpo de carcasa (12) que presenta una sección transversal cilíndrica, un segundo cuerpo de carcasa (14) que presenta una sección transversal cilíndrica, un primer reflector (16) en el primer cuerpo de carcasa (12) y un segundo reflector (18) en el segundo cuerpo de carcasa (14) e instalado de forma coaxial con el primer reflector (16) a fin de delimitar una cavidad resonante (24) entre el primer reflector (16) y el segundo reflector (18) configurada para formar una cavidad de medición para un elemento de detección (4) en el espacio entre el primer reflector (16) y el segundo reflector (18);

caracterizada por que:

la carcasa (6) presenta al menos una superficie (40, 42) que comprende uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) para inducir turbulencia en el fluido que fluye por la superficie (40, 42) que comprende el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38);

donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) están dispuestos en la al menos una superficie que se extiende alrededor del perímetro del primer cuerpo de carcasa (12) y/o del segundo cuerpo de carcasa (14).

2. Carcasa (6) según se reivindica en la reivindicación 1, donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) comprenden una protrusión de la al menos una superficie (40, 42).

3. Carcasa (6) según se reivindica en la reivindicación 1 o 2, donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) comprenden un hueco en la al menos una superficie (40, 42).

4. Carcasa (6) según se reivindica en cualquier reivindicación precedente, donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) están integrados en la superficie (40, 42).

5. Carcasa (6) según se reivindica en cualquier reivindicación precedente, que comprende una pluralidad de elementos de superficie con forma (38), donde la pluralidad de elementos de superficie con forma (38) están espaciados uniformemente en la al menos una superficie (40, 42).

6. Carcasa (6) según se reivindica en cualquier reivindicación precedente, que comprende una pluralidad de elementos de superficie con forma (38), donde los elementos de superficie con forma (38) son de tamaño uniforme.

7. Carcasa (6) según se reivindica en cualquier reivindicación precedente, donde el uno o más elemento(s) de superficie con forma (38) inducen turbulencia en el fluido que fluye por la al menos una superficie (40, 42) a una velocidad superior a 3 m/s.

8. Sensor de viento (2), que comprende una carcasa (6) según se reivindica en cualquier reivindicación precedente.

9. Sensor de viento (2) de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende un elemento de detección (4) y un elemento de procesamiento (8) que está acoplado eléctricamente al elemento de detección (4).

10. Sensor de viento (2) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el elemento de detección (4) comprende el primer reflector (16), el segundo reflector (18) y tres transductores (26, 28, 30) instalados en el segundo reflector; donde los tres transductores (26, 28, 30) están configurados para emitir señales acústicas en la cavidad resonante (24), recibir señales acústicas de la cavidad resonante (24); convertir las señales acústicas recibidas en señales eléctricas y pasar las señales eléctricas al elemento de procesamiento (8); y donde el elemento de procesamiento (8) está configurado para procesar las señales eléctricas para determinar la velocidad de un flujo de aire.