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mercoledì 11 novembre 2020

#step17 I BREVETTI

 

Brevetto GB190007576A




Brevetto di Casella Charles Frederick pubblicato il 23/03/1901 di uno dei primi tentativi di registrare la velocità del vento. L'albero della ventosa m trascina attraverso opportuni ingranaggi, le unità ruota d, a cui è fissata una chiocciola o camma cardiaca f.  Questa camma si innesta con un perno sulla leva portamatite c imperniata in i. La matita b si appoggia al solito tamburo a orologio a. La ruota d è preferibilmente orientata per fare un giro mentre il vento percorre 10 miglia, e quindi ogni linea che passa dal fondo alla sommità del grafico indica che il vento ha percorso 10 miglia durante il tempo indicato dallo spostamento dovuto al rivoluzione del tamburo. 


Brevetto GB190110269A

Brevetto pubblicato il 1/05/1902 da HARFORD FREDERIC LLOYD. Questo strumento invece di misurare la velocità del vento si concentra sulla sua pressione. Una bottiglia A fissata in un blocco N con metà incernierate, ha passante per il fondo un tubo a U E con l'estremità esterna protetta da un tappo L. Un tubo R passa attraverso il tappo della bottiglia e ha la sua bocca T portato nel punto in cui deve essere effettuata la misurazione. Il vento che attraversa la bocca produce un vuoto parziale nella bottiglia, e quindi fa traboccare parte del liquido con cui il tubo E è inizialmente riempito. Quando la pressione atmosferica è stata ristabilita, l'overflow, e quindi la pressione del vento, può essere stimato su una scala M. La lettura può essere rilevata da galleggiante e asta graduata.


Brevetto GB191209726A

Il brevetto fu pubblicato il 16/01/1913 da BORGATTA FEDERICO e LUNARDI GUSTAVO. Esso si basava su un altro principio per misurare e registrare i dati del vento.  Negli strumenti in cui il meccanismo di registrazione può oscillare nel suo complesso attorno ad un perno centrale sotto l'azione della banderuola 1, un disco a coppa controbilanciato 13 è l'elemento che si muove sotto l'influenza del vento per registrare e indicare la sua velocità . Il moto è trasmesso da questo disco per mezzo di leveraggi 17, 22, 23 ad un organo 24, fig. 2, da cui dipende un'asta portante una penna di registrazione 32 che, srotolando la striscia indicatrice dal tamburo 7, fig. 1, sul cilindro 46, registra su di esso la pressione del vento. Allo stesso tempo un'asta 15 azionata direttamente dalla maglia 17 indica la velocità su una scala 16, e anche un marker 43, fissato ad un braccio 41 che si impegna alla sua estremità superiore in una spirale 40 in un tamburo 12 azionato da un orologio, dà un record di tempo. Sullo strumento è montato un ago 53 della bussola per facilitare la lettura della direzione del vento.


Brevetto GB536457A

 


IL brevetto è stato pubblicato il 15/05/1941 da Bendix Aviat Corp. L'albero rotante  di un anemometro aziona il trasmettitore di un sistema selsyn attraverso una frizione magnetica controllata manualmente e il ricevitore aziona un induttore magnetico la cui resistenza sul rotore è contrastata da un mandrino controllato a molla che porta un indicatore. Il sistema selsyn è costantemente eccitato in modo che il sincronismo sia mantenuto anche se la frizione è disinserita. Il selsyn trasmittente 21, Fig.1, è montato in un involucro 16 avente una piastra di copertura rimovibile 27 e il suo rotore porta un disco 42 che supporta ed è azionato dall'armatura a disco 39 di una frizione magnetica la cui bobina 32 è montata in l'involucro e coopera con una struttura polare comprendente anelli centrali e periferici 35, 37 di materiale magnetico separati da un anello 36 di materiale non magnetico rotante con l'albero 13 dell'anemometro. La bobina della frizione è eccitata tramite un interruttore manuale non mostrato.




 






martedì 27 ottobre 2020

#step10 I LIBRI

Raccolta di 393 carte: Leonardo Da Vinci, schema di un anemometro a lamelle, "raccolte da Pompeo Leoni", anno 1500

Saggio : Isidoro PistolesiMonografia di strumenti metereologici (manoscritto), Siena 1845



Saggio : T. R. Robinson e George Gabriel Stokes1878: on the determinationof the  constants of the cup anemometer by experiments with a whirling machine, "Cambridge University press", prima pubblicazione nel 1905


Capitolo di opera collettanea : William Edgar Knowles Middleton, Invention of the Meteorological instrument, "Johns Hopkins press", 1969


Copertina anteriore




sabato 17 ottobre 2020

#step05 IL PRINCIPIO FISICO


Per l'anemometro a turbina il principio di funzionamento è semplice e intuitivo: sfruttando la pressione dinamica del vento o di correnti gassose su elementi meccanici rotanti, si misura la velocità angolare di rotazione del rotore, che risulta essere proporzionale alla velocità media del vento. 

Per l'anemometro a filo caldo il principio di funzionamento si basa sul fenomeno del trasferimento di calore per convezione. Questa tecnica di misura sfrutta il fenomeno di perdita di calore che si ha su un conduttore, riscaldato elettricamente e raffreddato dal flusso d’aria che lo investe. La perdita di calore dipende dalla temperatura e dalla geometria del sensore, nonché dalla velocità e dalle proprietà termodinamiche del fluido

Per l'anemometro ad ultrasuoni il calcolo della velocità del vento e della temperatura dell'aria avviene calcolando il tempo impiegato da un impulso ultrasonico per viaggiare da un trasduttore all'altro:

In presenza di vento con velocità v, che supponiamo per semplicità parallelo all'asse dei due sensori orientato da 1 a 2, l'impulso ultrasonico viaggerà da 1 a 2 con velocità c+v mentre sul percorso inverso, da 2 a 1, con velocità c-v. Si avrà quindi:
ovvero i due tempi, in andata ed in ritorno, saranno diversi perchè gli impulsi viaggeranno prima a favore e poi contro vento.
Dalla misura dei due tempi, si possono calcolare la velocità del suono c e la velocità del vento v:     




Eseguendo contemporaneamente due misure lungo due assi disposti a 90°, si possono ricavare le due componenti Vx e Vy del vettore velocità, dalle quali si ricavano modulo e direzione:















https://www.chimica-online.it/download/anemometro.htm
http://www.cheventochefa.com/index.php?option=com_content&view=article&id=26:anemometro-ad-ultyrasuoni-principio-di-funzionamento&catid=7&Itemid=101

#step04 LA SCIENZA

La Metereologia e l'Anemometria

I fenomeni atmosferici, oggetto di curiosità e di interesse fin dai primordi della civiltà, furono trattati per la prima volta sistematicamente da Aristotele. 

Fino al periodo rinascimentale, la meteorologia rimase tuttavia un campo dominato da conoscenze empiriche soprattutto sugli eventi eccezionali verificatisi al di sopra della superficie terrestre. La meteorologia sperimentale fu inaugurata dall'Accademia del Cimento. La scoperta e il perfezionamento del termometro, del barometro e dell'igrometro permisero di passare dalla semplice osservazione dei fenomeni meteorologici alla loro misurazione e confronto. 

Nel Settecento si affermarono le osservazioni sistematiche, con la conseguente produzione di effemeridi meteorologiche, raccolte da una rete sempre più capillare di osservatori. 

A partire dall'Ottocento, con l'introduzione di strumenti molto sofisticati e pienamente comparabili, lo studio delle proprietà fisiche e dinamiche dell'atmosfera divenne un campo di altissima specializzazione. 

In questo ambiente si è andata a diffondersi l'anemometria : parte della metereologia che approfondisce la velocità e la pressione aerodinamica dei venti.


https://cerca.museogalileo.it/museovirtuale/indice.html?q=metereologia&_ga=2.234540574.1867600016.1602931172-2132579870.1602770974