Roberto Sozzi (ARPA Lazio) Teodoro Georgiadis (CNR-IBIMET ...

9 - TECNICHE PER L’OSSERVAZIONE DEL PBL.—————————————————————————⎯⎯——————————opdQ = Sh T − T ⋅[9.49a]( ) dtadove T op è la temperatura di esercizio del filo, S è la sua superficie esterna, T a è la temperatura dell’ariaesterna e h è il coefficiente di scambio termico convettivo. Ciò determinerà come conseguenza unadiminuzione di resistenza R e quindi una tensione V 0 maggiore di zero. V 0 sarà ora l’input del sistema diamplificazione e regolazione che inietterà nel filo una energia pari all’energia dQ persa a causa dellaventilazione. Se la potenza richiesta al sistema di regolazione per mantenere costante la temperatura diesercizio T op è Q= dQ/dt e se la relazione che lega il coefficiente di scambio termico convettivo è:h +1 2= a bu[9.49b](a e b sono costanti numeriche da determinare con una procedura di calibrazione), si ha che larelazione tra velocità del vento u, perpendicolare all’asse del filo, e potenza Q erogata dal sistema dicontrollo è la seguente:1 ⎡ Q( ) ⎥ ⎤u = ⋅ ⎢ − aopb⎣ST − Ta⎦[9.49c]Un tale dispositivo presenta molte limitazioni pratiche. La meno seria sta nel fatto che la relazione(9.49c) non è lineare, dato che i sistemi di acquisizione attuali consentono di gestire senza difficoltàsituazioni di questo genere. Molto più limitante è il fatto che ciò che viene realmente rilevato da unapparato come quello illustrato è la componente del vento perpendicolare all’asse del filo. Per questo,se si vuole realizzare un anemometro in grado di misurare la direzione e la velocità orizzontale del ventoè necessario costruire un apparato che contenga 2 fili caldi con assi tra loro perpendicolari. Un altroproblema che può presentarsi nell’uso pratico di un anemometro a filo caldo è la presenza della pioggiache perturba drammaticamente la (9.49b). Per ovviare a ciò, tutte le realizzazioni operative prevedonoun’opportuna protezione degli elementi sensibili (Fig.9.22). Viste le minuscole dimensioni del sensore, iltempo di risposta è molto ridotto (inferiore al secondo), ma la sua fragilità è molto elevata.Fig.9.22: anemometro a “film caldo”.Una variante costruttiva molto più solida è costituita dal “film caldo”; tale variante prevede lasostituzione del filo caldo con un sensore costituito da una barretta di quarzo o vetro di diametro pari a———————————————————————————⎯⎯————————- 357 -