Suche nach ICs für Messung der Windgeschwindigkeit

Klar, mit ein paar Venturi- oder Pitotrohren in verschiedenen Richtungen 
und dazu passenden integrierten Differenzdrucksensoren ließe sich eine 
Windgeschwindigkeitsmessvorrichtung realisieren. Aber ich bezweifele, 
dass sie im unteren Geschwindigkeitsbereich hinreichend gut auflöst.

Andreas S. schrieb:
> Aber ich bezweifele,
> dass sie im unteren Geschwindigkeitsbereich hinreichend gut auflöst.

Eben.
Es wird schon Gründe geben, weshalb auch die professionellen 
Wettermacher immer noch mit Schalenanemometern arbeiten.

https://de.wikipedia.org/wiki/Anemometer

Hp M. schrieb:
> s wird schon Gründe geben, weshalb auch die professionellen
> Wettermacher immer noch mit Schalenanemometern arbeiten.

Beim DWD ist das nicht so! Windgeschwindigkeiten unter 0,5 m/s können 
nicht zuverlässig über längere Zeit gemessen werden. Die Kalibrierung 
erfolgt ab 0,5 m/s. Der Anlauf muss bei 0,3 m/s gesichert sein. Zuvor 
erfolgt eine Wartung mit Kugellageraustausch.

Übrigens beginnt der DWD jetzt gerade Schritt für Schritt mit der 
Umstellung auf Ultraschallanemometer.

Einen Windsensor auf einem Chip gibt es nicht. Windmessung muss auch an 
exponierten Stellen durchgeführt werden. Anemometer gibt es mit allen 
möglichen Ausgangssignalen. Freuquenz, Spannung, Ströme 0...20 mA, 
Ströme 4...20 mA, digitale Protokolle via EIA422, digitale Protokolle 
via EIA-485, Ethernet und und und.

Holger D. schrieb:
> Übrigens beginnt der DWD jetzt gerade Schritt für Schritt mit der
> Umstellung auf Ultraschallanemometer.

Ich denke bei uns steht solch eine Meßstation seit mindestens über 17 
Jahre. Das ist ein Mast der ca. 15 m Höhe hat. Es sind vier Röhren 
wagerecht so angeordnet das über kreuz (90°) sich zwei Röhren 
gegenüberstehen.

Ich hatte vor ca. 2 Jahren Glück gehabt, als ich dort vorbei kam war ein 
Techniker des DWD gerade dabei eine Wartung durchzuführen. Er meinte 
nur, warten Sie ein Paar Minuten, gleich bin ich fertig. Und dann 
erklärte er mir die Anlage. Höchst interessant! Es ist in der Tat ein 
Ultraschallanemometer. Die Anlage ist auf einer Berganhöhe exponiert 
aufgestellt. Eine zweite Anlage ist ca. 12 km Luftlinie in einem Flußtal 
aufgestellt.

Bei der Gelegenheit hatte er noch für die neue Version der DWD Wetter 
App Werbung gemacht. Wer sie noch nicht kennt, es lohnt sich. Die Daten 
sind eben aus erster Hand.
https://www.dwd.de/DE/service/dwd-apps/dwdapps_node.html

mfg Klaus

Klaus R. schrieb:
> Ich denke bei uns steht solch eine Meßstation seit mindestens über 17
> Jahre. Das ist ein Mast der ca. 15 m Höhe hat. Es sind vier Röhren
> wagerecht so angeordnet das über kreuz (90°) sich zwei Röhren
> gegenüberstehen.

Ja, dass ist ein USA. Der wird aber auch gegen ein kompakteres Modell 
getauscht. Gemessen wird bei vier Transducern grundsätzlich viermal. 
Also jede Richtung hin und zurück. Damit rechnet sich die 
temperaturabhängige Schallgeschwindigkeit heraus. Aus den 
Laufzeitunterschieden wird dann der entsprechende Vektor bestimmt.

georg schrieb:
> Ganz so ist es nicht, vom Messprinzip her sind Hitzdraht-Anemometer in
> Bauteilform ausführbar, siehe z.B.

Das ist auch kein Windsensor sondern ein Strömungssensor. In der 
Meteorologie ist Wind immer mit Geschwindigkeit und Windrichtung. Macht 
ja sonst auch keinen Sinn.

georg schrieb:
> Dass ein Schalenanemometer die Windrichtung angibt ist mir jetzt auch
> neu. Danke für die Belehrung.

Aha, ein ganz schlauer. Hat so etwas irgend jemand behauptet?

Es gibt keine Windmessstation nur mit einem Schalensternanemometer. Dort 
ist immer eine Traverse verbaut. Einmal mit einem Schalensternanemometer 
und einmal mit einem Windrichtungsmessgerät mit Windfahne.

Wie bitte? Du hast mich der Belehrung bezichtigt und mich damit als 
erstes angepinkelt.

Der TO schrieb, dass er eine Wetterstation bauen möchte und ich schrieb, 
dass man neben der Windgeschwindigkeit auch die Richtung messen sollte. 
Sonst macht es ja keinen Sinn.

Deine einzige integrierte Möglichkeit ist so auch nicht zu gebrauchen.

Es kein Hitzdrahtanemometer.

Wenn man mehrere dieser Sensoren verwendet kann man auch ein 
Windgeschwindigkeits- und Windrichtungsmessgerät bauen. Eine Firma baut 
so etwas sogar. Aber so etwas gibt es eben nicht auf einem Chip.

Auch USA mit mehr als zwei Transducern ermitteln die Windrichtung.

Nein, gegen anonyme georgs, die glauben, dass man mit einem Sensor 
Windgeschwindigkeiten vom lauen Lüftchen bis zum Tornado messen kann, 
habe ich nichts.

Holger D. schrieb:
> Es gibt keine Windmessstation nur mit einem Schalensternanemometer. Dort
> ist immer eine Traverse verbaut. Einmal mit einem Schalensternanemometer
> und einmal mit einem Windrichtungsmessgerät mit Windfahne.

Das ist so auch nicht ganz korrekt. Es ist keineswegs immer eine 
Traverse verbaut, sondern sehr häufig befinden sich das Anemometer und 
die Windfahne auf einer gemeinsamen, ggf. koaxialen, Wellenkonstruktion, 
siehe z.B.:

https://www.alamy.com/schalensternanemometer-mit-windfahne-zur-messung-von-windgeschwindigkeit-und-windrichtung-image333521947.html

https://de.elv.com/ventus-ersatz-windmesser-w132-fuer-funk-wetterstation-w155-w177-und-w137-124129

Es gibt durchaus auch Windmessstationen, bei denen die Windrichtung egal 
ist und nur die Windstärke zählt. Diese findet man z.B. an Gebäuden mit 
Außenjalousien sowie an Kranen:

https://www.kriwan.com/de/produkte-loesungen/krane/produktuebersicht/anemometer/

Also die reine Strömungsgeschwindigkeit kann man schon per Heißdraht 
Anemometer bzw. Kaloriemetrisch messen und auch in einem recht weiten 
Bereich ... hab sowas schon gemacht.

Das kniffligste ist der Nullpunkt, da die Luft am Sensor sich ja erwärmt 
und aufsteigt, somit bewegt und eine Strömung vorgaukeln kann.
Es gibt derlei Sensoren als Kombination aus 2 Platinelementen auf einem 
gemeinsamen Träger, einer ist die Heizung, der zweite ist der 
Temperatursensor. Wenn man nun die Temperatur des Fluides kennt kann man 
das Temperaturdelta variieren.
Je höher das Delta Sensor zu Fluid ist, um so empfindlicher reagiert der 
Sensor auf kleinste Strömungen, senkt man das Delta wird er 
unempfindlicher, dafür erweitert sich der Messbereich.
In meinem Fall hab ich quasi bei Null Strömung das Delta hoch gezogen 
auf damals 40°, mit zunehmender Strömung dann runter auf bis 5° ... 
allerdings löst die Methode dann auch nicht mehr so hoch auf, war in 
meinem Projekt aber auch nicht tragisch, da bei 30m/s es nicht drauf 
ankam ob das jetzt 29,5 oder 30,5 exakt gewesen wären.

Bei den Ultraschall Anemomtern hat sich auch gut was getan.

Frtüher gabs nur diese Quirls:

https://shop.profec-ventus.com/product_info.php?language=de&info=p15_ultrasonic-anemometer-thies---2d.html

Auch glaube, Thies war auch nur Händler und nicht Hersteller. Den Quirl 
gibts auch im Doppelpack in dem sich zwei gegenüber stehen für 3D 
Messungen.

Neuer ist diese Bauform:
http://www.gsg-industrietechnik.de/de/Zweiaxiales-Ultraschall-Anemometer-HD-52.3D....html

Die habe ich vor Jahrzehnten schon auf einem Kriegsschiff gesehen, jetzt 
kommen die auch in den zivilen Gebrauch.

Das sind schicke Dinger:
https://www.vaisala.com/de/products/instruments-sensors-and-other-measurement-devices/weather-stations-and-sensors/wmt700

Die haben endlich mal nur die nötigen 3 Zinken für Betrag und Richtung 
des Windes. Sehr teuer.

Ich hab mal son Ding gebaut. Das ist so schwer nicht: TX/RX aus den 
Ultraschall Abstandsensoren der Autos, sind auch wetterfest und billig. 
Geht so lala. Man mißt die Phase in beide Richtungen, Phasendifferenz 
ist Laufzeitunterschied. Meßbereich ist nicht so groß, weil man die 
Sensoren nicht nahe zusammenrücken kann und nach 2*PI mit der 
Eindeutigkeit Schluss ist. Ausserdem sind die extrem schmalbandig.

War aber Spaß gewesen
Cheers
Detlef

eric schrieb:
> Die Zeitschrift elektor hat vor Jahren
> ein Schalenanemometer ohne Windfahne veröffentlicht,
> das trotzdem auch die Windrichtung anzeigen konnte.

Stimmt nicht ganz. An einer der Schalen war eine kleine "Windfahne" 
zusätzlich angebracht. Die brachte eine kleine "Unwucht" wenn sie sich 
gerade mit dem Wind oder gegen den Wind bewegte.

Andreas S. schrieb:
> Das ist so auch nicht ganz korrekt. Es ist keineswegs immer eine
> Traverse verbaut, sondern sehr häufig befinden sich das Anemometer und
> die Windfahne auf einer gemeinsamen

Kombinierte Windgeber gibt es natürlich. Aber die setzt man 
normalerweise nicht gerne ein, da die Windgeschwindigkeitsmessung 
unglaublich stark durch den Aufbau gestört wird. Daher wird/wurde in DL 
beim DWD und Bw z.B. immer mit Traversen gearbeitet und die beiden 
Komponenten zumindest etwas räumlich zu entkoppeln. Manchmal ist auch 
gar kein Platz da wie z.B. auf Schiffen. Teileweise setzt die 
Bundesmarine noch kombinierte Geber ein.

Es kann durchaus sein, dass die Windrichtung bei gewissen Anwendungen 
nicht interessiert. Z.B. Bei Schattierungsanlagen. Aber der TO schrieb 
ja, dass er eine Wetterstation bauen will und da gehört nunmal die 
Windrichtung dazu.

Detlef _. schrieb:
> Bei den Ultraschall Anemomtern hat sich auch gut was getan.
>
> Frtüher gabs nur diese Quirls:
>

Also für die horizontale Windmessung (Geschwindigkeit und Richtung) nach 
dem Ultraschallprinzip gibt es zwei Modelle. Da sind z.B. Thies, Lufft, 
Gill ... die haben zwei Messstrecken bzw vier. Dann gibt es welche mit 
drei Transducern wie bei Vaisala die WMT700 Serie. Um 3D zu messen, 
werden immer sechs Transducer eingesetzt. Da sind die Schallwandler so 
angebracht, dass Weder direkt horizontal noch vertikal gemessen wird.

Route_66 H. schrieb:
> Stimmt nicht ganz. An einer der Schalen war eine kleine "Windfahne"
> zusätzlich angebracht. Die brachte eine kleine "Unwucht" wenn sie sich
> gerade mit dem Wind oder gegen den Wind bewegte.

Unwucht ist nun aber ganz schlecht für die Lagerung und Langelebigkeit - 
oder?

Holger D. schrieb:
> Kombinierte Windgeber gibt es natürlich.

Dann solltest Du aber keine absoluten Aussagen treffen.

> Aber die setzt man
> normalerweise nicht gerne ein, da die Windgeschwindigkeitsmessung
> unglaublich stark durch den Aufbau gestört wird.

Zwischen "nicht gerne einsetzen" und der grundsetzlichen 
Nichtlieferbarkeit oder Nichtherstellbarkeit liegen aber Welten.

> Teileweise setzt die
> Bundesmarine noch kombinierte Geber ein.

Angesichts Deiner offensichtlichen Marktkenntnis handelte es sich also 
bei Deiner Aussage nicht einfach nur um Ahnungslosigkeit, sondern um 
eine dreiste Lüge.

Andreas S. schrieb:
>> Teileweise setzt die
>> Bundesmarine noch kombinierte Geber ein.
>
> Angesichts Deiner offensichtlichen Marktkenntnis handelte es sich also
> bei Deiner Aussage nicht einfach nur um Ahnungslosigkeit, sondern um
> eine dreiste Lüge.

Da würde ich nun aber vorsichtig sein mit so einer Aussage. Wie kommst 
Du dazu?

Wir kalibrieren diese Geräte für die Kollegen der Bw in Amtshilfe. Nach 
meinem Kenntnisstand werden diese nur auf Schiffen verwendet. Es sind 
ziemliche Trümmer. Außergewöhnlich auch das Ausgangssignal.


Halten wir mal fest: Wetterstationen wie der TO sie bauen möchte, sollen 
doch die Wetterelemente messen und aufzeichnen. Diese werden dann 
dargestellt oder dokumentieren den Witterungsverlauf. Hierbei ist die 
Entkopplung der einzelnen Sensoren so weit wie möglich vorzunhemen um 
optimale Ergebnisse zu erzielen.

Es gibt auch andere Lösungen wie kombinierte Geber. Die haben sicherlich 
ihre für den Einsatz zweckmäßige Berechtigung. Es gibt ja von Lufft oder 
Vaisala als Beispiel kleine Wetterhütten, die alles mögliche releativ 
punktuell messen.

Flächendeckend kommen die bei aber Wetterdiensten nicht zum Einsatz.

Reine Strömungsmessgeräte, wie z.B. Schalensternanemometer an Baukränen 
oder Schattierungsanlagen haben ja nur den Zweck, bei Überschreitung von 
Grenzwerten z.B. die Schattierung einzuziehen.

Andreas S. schrieb:
>> Teileweise setzt die
>> Bundesmarine noch kombinierte Geber ein.
>
> Angesichts Deiner offensichtlichen Marktkenntnis handelte es sich also
> bei Deiner Aussage nicht einfach nur um Ahnungslosigkeit, sondern um
> eine dreiste Lüge.

So, hier noch ein Foto: Abbildung 12.30

https://www.dwd.de/DE/leistungen/pbfb_verlag_leitfaeden/pdf_einzelbaende/leitfaden6_pdf.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Der Autor des Leitfadens war übrigens Dozent an der Schule für 
Wehrgeophysik, später Ausbildungs- und Schulungszentrum am 
Bundeswehrstandort Fürstenfeldbruck.

Ist aber für Andreas S. bestimmt auch eine dreiste Lüge ...

Holger D. schrieb:
> Da würde ich nun aber vorsichtig sein mit so einer Aussage. Wie kommst
> Du dazu?

Du hast die folgende Behauptung aufgestellt:
>> Es gibt keine Windmessstation nur mit einem Schalensternanemometer. Dort
>> ist immer eine Traverse verbaut. Einmal mit einem Schalensternanemometer
>> und einmal mit einem Windrichtungsmessgerät mit Windfahne.

Und es gibt eben hinreichend viele Windmessstationen ohne solch eine 
Traverse, was ich anhand von konkreten Projekten nachgewiesen habe.

> Wir kalibrieren diese Geräte für die Kollegen der Bw in Amtshilfe. Nach
> meinem Kenntnisstand werden diese nur auf Schiffen verwendet. Es sind
> ziemliche Trümmer. Außergewöhnlich auch das Ausgangssignal.

Und erneut belegst Du damit Deine Fachkenntnis.

Als was bezeichnet es Du es denn sonst, wenn jemand nicht aus 
Unkenntnis, sondern mit klarem Vorsatz eine unwahre Tatsachenbehauptung 
aufstellt?

Andreas S. schrieb:
> Du hast die folgende Behauptung aufgestellt:
>>> Es gibt keine Windmessstation nur mit einem Schalensternanemometer.

Du bist blöde oder? Wind im meteorologischen Sinn ist immer 
Windgeschwindigkeit und Windrichtung. Ohne Windrichtung ist es die 
Messung einer Strömungsgeschwindigkeit. Warum kapierst du es nicht?

>>> ist immer eine Traverse verbaut. Einmal mit einem Schalensternanemometer
>>> und einmal mit einem Windrichtungsmessgerät mit Windfahne.

Das ist die Regel bei Wetterdiensten weltweit.

>
> Und es gibt eben hinreichend viele Windmessstationen ohne solch eine
> Traverse, was ich anhand von konkreten Projekten nachgewiesen habe.
>

Und wo ist das Problem? Ich habe aufgezeigt, dass es andere Lösungen 
unter Einbußen bei der Unsicherheit und Qualität gibt.

>> Wir kalibrieren diese Geräte für die Kollegen der Bw in Amtshilfe. Nach
>> meinem Kenntnisstand werden diese nur auf Schiffen verwendet. Es sind
>> ziemliche Trümmer. Außergewöhnlich auch das Ausgangssignal.
>
> Und erneut belegst Du damit Deine Fachkenntnis.

Ich verstehe es nicht. Bist Du so blöde? PDF nicht mal reingeguckt - 
oder?

Holger D. schrieb:
> Ich verstehe es nicht. Bist Du so blöde? PDF nicht mal reingeguckt -
> oder?

Nein, warum sollte ich dort hineinschauen. Die Existenz verschiedenster 
Konstruktionen steht doch überhaupt nicht zur Diskussion. Es geht nur um 
die Verbreitung Deiner Lügen; die Behauptung, dass immer eine Traverse 
vorhanden sein müsste, ist nicht haltbar. Aber so ist es eben mit 
notorischen Lügnern, die überführt wurden: sie versuchen abzulenken und 
werden ausfallend.

Naja nun. So kommt man hier nicht weiter.

Sie nannten ihn Mücke schrieb:
> Ich hätte gerne gewusst, ob es auch ICs gibt, mit denen man die
> Windgeschwindigkeit messen kann.

Am Markt verfügbar und für Windmessung in der Atmosphäre vorgesehen wohl 
nicht.

Kanal 2 schrieb:
> Alles alte Hüte. Im FUNKAMATEUR 4/2000 S.399...402 war eine
> einfache
> Messanordnung für Windgeschwindigkeit mit Ultraschall beschrieben.

Das stimmt allerdings. Das gibt es mindestens seit den 60ern des 
vorherigen Jahrhunderts. Allerdings ist die technische Umsetzung immer 
noch eine Herausforderung.

1. Die meisten Ultraschallanemometer zeigen Schwächen bei der 
Windrichtungsbestimmung; insbesondere im niedrigen 
Geschwindigkeitsbereich bis 1 m/s.

2. Angenommen man hat ein Ultraschallanemometer mit vier Transducern und 
dieses ist exakt symmetrisch aufgebaut und auch die Transducer sind 
vermessen. Dann müsste man ja annehmen, dass die Bereiche 0°...90°, 
90°...180°, 180°...270° und 270°...360° deckungsgleich sind, wenn man 
einen USA bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit dreht und bei jedem 
Winkel gleich lang die Messwerte aufzeichnet. Leider ist dem nicht so.

Es gibt sogar ein Modell, welches bei einer Strömungsgeschwingkeit ab 30 
m/s die Windrichtung um 180° ändert ...

Am besten funktionieren die 3D USA bei horizontaler Anströmung.

Und man muss auch beachten, dass ja fallende und abgesetzte 
Niederschläge die Messung stören können.

Und es gibt noch ein Problem: Vogelverbiss

Hier mal was zur Anregung:

https://www.dl1glh.de/ultraschall-anemometer.html

Vielleicht kann ja jemand den FA-Artikel mir zur Verfügung stellen.