IT201600085296A1 - Metodo ed apparato per il monitoraggio dell’intensita’ del vento e della sua direzione - Google Patents

Description

“METODO ED APPARATO PER IL MONITORAGGIO DELL’INTENSITA’ DEL VENTO E DELLA SUA

DIREZIONE”

DESCRIZIONE

Un anemometro è, nella sua accezione più generale, uno strumento utilizzato per misurare la velocità dei gas in un flusso controllato (e.g. flusso d'aria in un condotto) o non controllato (e.g. vento atmosferico). Si tratta, essenzialmente, di un sensore in grado di rilevare, a seconda del caso specifico, sia la velocità totale su un piano, sia una componente della velocità in una data direzione.

I primi anemometri meccanici furono sviluppati nel XV secolo per misurare la velocità del vento.

Scendendo più nel dettaglio ci sono diversi tipologie di anemometri

Anemometro a coppe:

Lo strumento consiste di un’asta verticale da cui si dipartono orizzontalmente tre raggi che terminano ognuno con una coppa.

L’esposizione al vento provoca una pressione sul lato concavo delle coppe facendo ruotare l’asta verticale che le sorregge. La velocità del vento è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione delle coppe. E’ importante notare che il risultato della misura è indipendente dalla direzione del vento e dalla densità dell’aria.

In questi contesto una particolare tipologia di anemometri sono gli anemometri a mano che forniscono una lettura immediata della velocità istantanea del vento.

Anemometro ad elica:

L’anemometro ad elica (o ventola), è formato da tre o quattro pale di forma elicoidale, che ruotano intorno ad un’asta orizzontale.

A differenza dell’anemometro a coppe, per funzionare correttamente l’elica deve essere mantenuta controvento. Per questo motivo il sistema è dotato di una banderuola che permette l’allineamento automatico dello strumento.

Anemometro ad ultrasuoni:

Questa tipologia di strumenti sfrutta l’effetto indotto dal vento sulla propagazione del suono nell’aria. Sono costituiti da tre coppie di sensori istantanei che emettono degli impulsi ultrasonici: grazie alla misura dei tre tempi di propagazione si riescono a determinare le tre componenti della velocità del vento e la relativa direzione, oltre alla temperatura (sonica) dell’aria. I vantaggi nell’utilizzo di questi strumenti risiedono principalmente nell’assenza di parti in movimento, il che li rende adatti per misure con alte frequenze di campionamento.

Anemometri a filo caldo:

Il principio di misura di questi strumenti coinvolge la trasmissione del calore in un flusso d’aria (per questo sono anche detti “anemometri termici”). La parte principale del sensore è costituita da un filo (in platino o tungsteno) riscaldato con una corrente costante o mantenuto ad una temperatura costante.

In entrambi i casi, il calore perso per convezione è funzione della velocità del flusso che lambisce il sensore.

Il sensore permette di misurare la velocità del vento ad altissime frequenze, sebbene presenti delle limitazioni, tra cui il fatto che la disposizione ottimale del filo caldo è quella ortogonale alla direzione del vento, il che può essere facile in galleria del vento ma non in un ambiente naturale. Inoltre bisogna proteggerlo adeguatamente dalla pioggia e da possibili contaminazioni ambientali che andrebbero ad influire sugli scambi di calore tra il filo e l’atmosfera.

Oggetto del presente trovato è un metodo e apparato in grado di rilevare la velocità e la direzione del vento rispetto ad una posizione definita dall’osservatore o rispetto alla posizione cardinale, quantificarla, e rendere nota l’informazione a chi ne sia interessato.

Facendo riferimento alla fig.1, l’apparato è composto da un sistema pieno di varie forme come ad esempio sferica(100), nel quale vengono creati dei passaggi vuoti di forma generica (e.g. cilindrici) detti “cunicoli” (101) retti che vanno da un lato all’altro passando per il centro.

All’inizio e alla fine di ogni cunicolo, in posizione non necessariamente predeterminata, vengono posti dei sensori (trasduttori di tipo piezoelettrico) (102) che generano una tensione elettrica proporzionale alla direzione e all’intensità del vento. I sensori, a loro volta, sono collegati a un microcontrollore (103) che rileva le tensioni e le gestisce opportunamente per ricavare intensità e direzione del vento confrontando i diversi valori letti nei diversi “cunicoli”. Successivamente, le informazioni così prodotte vengono inviate a un dispositivo Bluetooth Low Energy (BLE) (104), capace di trasmetterle ai dispositivi circostanti (per esempio agli smartphone opportunamente equipaggiati).

Il sistema (100) descritto può avere sia una forma sferoidale sia la forma di un parallelepipedo (105), con i “cunicoli” giacenti tutti sullo stesso pian come in Figura 2. Nel primo caso sarà possibile condurre la lettura dei dati di direzione ed intensità con riferimento a tutte e tre le dimensioni dello spazio, nel secondo si lavorerà in due dimensioni.

Claims (1)

1. “METODO ED APPARATO PER IL MONITORAGGIO DELL’INTENSITA’ DEL VENTO E DELLA SUA DIREZIONE” Rivendicazioni 1. Metodo ed apparato per la misurazione dell’intensità e la direzione del vento comprendente: - un sistema pieno di varie forme come ad esempio sferica, nel quale vengono creati dei passaggi vuoti di forma generica (e.g. cilindrici) detti “cunicoli” retti che vanno da un lato all’altro passando per il centro. - Trasduttori di tipo piezoelettrico posti nelle vicinanze delle estremità di detti cunicoli - Sistemi di elaborazione e trasmissione dei dati rilevati 2. Metodo ed apparato secondo le rivendicazioni precedenti in cui detti sensori piezoelettrici sono collegati a un microcontrollore che rileva le tensioni e le gestisce opportunamente per ricavare intensità e direzione del vento confrontando i diversi valori letti nei diversi “cunicoli”. 3. Metodo ed apparato secondo le rivendicazioni precedenti in cui le informazioni così prodotte vengono inviate a un dispositivo Bluetooth Low Energy (BLE), capace di trasmetterle ai dispositivi circostanti (per esempio agli smartphone opportunamente equipaggiati). 4. Metodo ed apparato secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una interfaccia utente (applicazione) su smartphone in grado di interpretare le informazioni sulla intensità e direzione del vento misurate. 5. Metodo ed apparato secondo le rivendicazioni precedenti, che comunica mediante sistema BLE con tutti gli utenti in prossimità dell’apparato, dotati di smartphone.