Windmessung mit Ultraschall

[TageDieb]

Seglers,

durch Zufall bin ich auf eine mir bisher unbekannte Technologie gestoßen: Windmessung mittels Ultraschall!
Möchte sie hier kurz zeigen, falls sie jemand auch noch nicht kennt.

Schallimpulse werden über eine Messstrecke gesendet. Der Wind erzeugt eine Phasenverschiebung beim Echo, aus der man mit hoher Präzision Windrichtung und -geschwindigkeit berechnen kann.

Hier ein Beispiel eines solchen Sensors:



Quelle: https://lcjcapteurs.com/girouette-an...ur-vent/cv7-2/

Das ist ein sehr geiles Prinzip. Keine flimsige Mechanik im Masttop!

Gruß,
Mario

[MarDan]

Hast du nen Preis dazu gefunden?
Wäre eine schöne Lösung, das filigrane Geraffel im Top ist mir eh ein Dorn im Auge.
Beim letzten Sturm hat sich mein Geber etwas verdreht.

[MarDan]

Hier gibt es eine grobe preisliche Richtung: https://www.orange-marine.de/windmes...SABEgJovPD_BwE

[Götz]

moin.

Ich finde die Technik auch interessant.

Aber was passiert, wenn die Spinnen alles zugewebt haben?
Funktionierts dann immer noch?

mfG Götz

[Erposs]

Spinnen mögen keinen Ultraschall. Angenehmer Nebeneffekt.

[Der mit dem Boot tanzt]

Mal eine grundsätzliche Frage als selten Segler, die Sensoren liefern ja den scheinbaren Wind. Was zeigt dann eigentlich der Plotter an? Auch den Scheinbaren Wind oder rechnet der mit GPS Kurs und Geschwindigkeit den echten Wind aus?

[hein mk]

Zitat von Der mit dem Boot tanzt

Mal eine grundsätzliche Frage als selten Segler, die Sensoren liefern ja den scheinbaren Wind. Was zeigt dann eigentlich der Plotter an? Auch den Scheinbaren Wind oder rechnet der mit GPS Kurs und Geschwindigkeit den echten Wind aus?

Moin
Den "Wahren Wind"meinst du,der ist ja für die Segelführung nicht so interessant,aber sicher gibt es vernetzte Systeme die zwischen "true" und "apparent"umschaltbar sind.Manch ein Segler braucht das ja als "Stütze"um seine Segel rechtzeitig den Verhältnissen anzuzpassen wenn es von der Vorwindrauschefahrt auf einen Amwindkurs gehen soll.
Aber ganz im Ernst sind Windmesssysteme samt Windlupe eher Nicetohaves,zu mindest die meisten Eigner hören schon am Rauschen im Rigg wie viel Segel sie ihrem Boot noch anziehen wollen/können.
gruss hein

[Woody]

Um den wahren Wind berechnen zu können braucht es neben GPS auch einen Kompass im System, denn der Kurs über Grund (aus dem GPS) und der Kurs durchs Wasser (Kompass) sind nicht immer gleich (Abdrift, Strömung etc.). Bei uns (Unterelbe mit bis zu 5kn Strom) kann der Unterschied erheblich sein.
Gruß,

Jörg

[captainalex]

Wie cool ist diese Technik!! Danke für deinen Beitrag, werde mich auf jeden Fall auch noch näher darüber informieren! Hat jemand vielleicht bereits eine Internetseite dazu gefunden, die alle Informationen liefert? Danke!!

[chrhartz]

Zitat von captainalex

Wie cool ist diese Technik!! Danke für deinen Beitrag, werde mich auf jeden Fall auch noch näher darüber informieren! Hat jemand vielleicht bereits eine Internetseite dazu gefunden, die alle Informationen liefert? Danke!!

Auf dieser Webseite gibt es viele interessante Infos:
https://www.dl1glh.de/ultraschall-anemometer.html

Es wäre durchaus mal interessant, einmal einen kommerziellen Sensor
aufzumachen. Der Autor hat einen dsPIC, einen Controller mit DSP-
Eigenschaften verwendet.

Wenn in dem kommerziellen Windsensor nicht ein annähernd potenter
Prozessor wie ein dsPIC oder ein schneller ARM-Prozessor eingebaut ist,
wird er auch nicht so präzise sein.

Der Aufwand ist beim Autor ziemlich groß und die Sensoren sind nicht
umsonst so weit auseinander.

Viele Grüße,
Christian

[TageDieb]

Destremau war wegen seines Anemometers im Top. 29 Meter...



Gruß,
Mario

[Götz]

Moin.
Wenn die Ultraschall-Teile besser wären, hätten die Vendee-Globe Teilnehmer sie sicher im Top.

mfG Götz

[kurz]

Nicht unbedingt... Dort müssen sie ja nur paar Monate halten...

[höchste eisenbahn]

Ich habe zwar kein Segelboot aber solche Wettersensoren seit einigen Jahren an diversen Messstationen in Betrieb. (siehe link)
Diese Sensoren habe ich teilweise unter sehr widrigen Bedingungen aufgebaut (in 5600 m Höhe, kalt, windig) und bin immer wieder beeindruckt, wie robust und zuverlässig die Dinger sind. Da steckt schon einiges an Ideen drin. Nicht nur, dass keine bewegten Teile mehr für Windrichtng und -geschwindigkeit dran sind, sondern auch, der Niederschlagssensor ist ziemlich clever gemacht.
Nur leider sind die Dinger von Vaisala nicht gerade preiswert.


https://www.vaisala.com/de/products/...ensoren/wxt530

[hansenloewe]

Zitat von höchste eisenbahn

Ich habe zwar kein Segelboot aber solche Wettersensoren seit einigen Jahren an diversen Messstationen in Betrieb. (siehe link)
Diese Sensoren habe ich teilweise unter sehr widrigen Bedingungen aufgebaut (in 5600 m Höhe, kalt, windig) und bin immer wieder beeindruckt, wie robust und zuverlässig die Dinger sind. Da steckt schon einiges an Ideen drin. Nicht nur, dass keine bewegten Teile mehr für Windrichtng und -geschwindigkeit dran sind, sondern auch, der Niederschlagssensor ist ziemlich clever gemacht.
Nur leider sind die Dinger von Vaisala nicht gerade preiswert.


https://www.vaisala.com/de/products/...ensoren/wxt530

...hier ein Auszug aus der Webseite:

"Integration
Die Serie verfügt über analoge Eingänge für zusätzliche analoge Sensoren anderer Hersteller. Dank der integrierten Analog-Digital-Wandler kann der Wettertransmitter WXT530 auch als kostengünstiger Wetterdaten-Hub eingesetzt werden. Zudem stehen ein Sensor für die Sonneneinstrahlung, ein Kippwaagen-Niederschlagsmesser, ein Ultraschall-Niveausensor und ein externer Temperatursensor zur Verfügung. Der analoge mA-Ausgang zur Messung der Windgeschwindigkeit und -richtung eignet sich ideal für eine Vielzahl von Industrieanwendungen."

Wie bekomme ich dann die Daten in das NMEA2000-Netzwerk?
Gibt es dazu einen Wandler?

Das

CV7SF2-WINDYPLUG

ist ja lt. Hersteller/Vertrieb

https://lcjcapteurs.com/girouette-an...ur-vent/cv7-2/

für das NMEA2000-Netzwerk geeignet und preislich - ~ 560,00 Euro - nicht viel teurer.

[höchste eisenbahn]

Also die WXT536 haben onbord das NMEA 0183 Protokoll. Aber mit dem Preis aus deinem Link kommen die hier nicht mit. Da liege die doch einiges drüber.

[hansenloewe]

Stimmt, was ich so auf die Schnelle gesehen habe, sind rund 1.100 Euro netto.
Wahrscheinlich sind diese Sensoren aber doch genauer und unempfindlicher.

[windinfo]

Ich spreche nicht Deutsch aber ein Freund hat diese E-Mail für mich übersetzt, da ich dieses Thema sehr spannend finde.

Als kleine Anekdote entstand die Ultraschalltechnologie in den 70er Jahren, aber sie wurde nur seit 20 Jahren für die Windmessung in der Marine benutzt.

Betreffend der Vendée Globe : die Imoca benutzen nicht diese Technologie, da die zwei Hauptlieferanten der Schifffahrtselektronik keine andere Marken in den Markt eintreten lassen. (sie kümmern sich um 90 Prozent der Ausrüstungen)

Wann ich die Installation von Sébastien Destremau sehe, finde ich es lustig, die zwei selbe Winfahne-Windmesser zu installieren, die die selbe Klimaphänomene erleiden und gleichzeitig ausfallen werden.

[baffe]

Hallo!

Da steht allen ernstes Ultraschall und ohne bewegte Teile!

Also Ultraschall ohne bewegte Teile aufnehmen geht gerade noch, ob es bei diesen Schalldrücken funktioniert???

Aber wie setzen die die Luft in Bewegung ohne bewegte Teile?

Mir fällt keine Möglichkeit ein außer mit Elektrischen Feld, Plasmagenerator o.Ä.

Ob sowas dann betriebssicherer ist?

Hab ich was falsch verstanden?

Gruß, der Stefan

[christoph]

Zitat von höchste eisenbahn

Ich habe zwar kein Segelboot aber solche Wettersensoren seit einigen Jahren an diversen Messstationen in Betrieb. (siehe link)
Diese Sensoren habe ich teilweise unter sehr widrigen Bedingungen aufgebaut (in 5600 m Höhe, kalt, windig) und bin immer wieder beeindruckt, wie robust und zuverlässig die Dinger sind. Da steckt schon einiges an Ideen drin. Nicht nur, dass keine bewegten Teile mehr für Windrichtng und -geschwindigkeit dran sind, sondern auch, der Niederschlagssensor ist ziemlich clever gemacht.
Nur leider sind die Dinger von Vaisala nicht gerade preiswert.


https://www.vaisala.com/de/products/...ensoren/wxt530

Was haben die für einen Stromverbrauch, die Sensoren?

[stenner]

Zitat von baffe

Also Ultraschall ohne bewegte Teile aufnehmen geht gerade noch, ob es bei diesen Schalldrücken funktioniert???

Die haben eine definierte Sende- / Empfangsstrecke. Im Prinzip das gleiche wie ein Echolot.

Zitat von baffe

Aber wie setzen die die Luft in Bewegung ohne bewegte Teile?

Gar nicht. Die messen die Laufzeit bzw. die Phasenverschiebung der durch den Wind beeinflußten bekannten Schallstrecke. Oder den windinduzierten Dopplereffekt...

[baffe]

Alles schön und gut, aber die Sensoren können dann keine Mikrofone sein, denn da bewegt sich die Membran.

Bleibt die Frage wie messen die. Wie funktioniert die Wandlung von Bewegung der Luft auf elektrisches Signal?

Die Problematik ist ja bekannt von unseren Tiefenmessern. Die halten ewig oder sterben auch Mal im Jahr zweimal.

[stenner]

Zitat von baffe

Alles schön und gut, aber die Sensoren können dann keine Mikrofone sein, denn da bewegt sich die Membran

Lies mal den Link in #10.

Dort haben sie 4 Ultraschallwandler / -mikrofone, die machen eine "umlaufende" (Laufzeit-) Messung der 4 Stecken, ein Umlauf dauert 10ms. Aus der Laufzeitänderung / Phasenverschiebung der (Ultra-) Schallsignale kannst Du Richtung und Geschwindigkeit berechnen.

[Der mit dem Boot tanzt]

Wenn man es genau nimmt sind natürlich Ultraschall Geber und Sensoren auch bewegliche Teile
Aber es soll hier unterschieden werden zu irgendwelche Windfahnen die sich in Lager drehen.

[baffe]

Danke Klaus! Hab nachgelesen. Ist alles gut und ausführlich beschrieben.

Der Aufwand ist erheblich, aber Software ist leicht zu kopieren.

Die spezifizierten Werte sind ja traumhaft für meine Begriffe. So genau muß es beim Segeln wohl nicht gehen.

Die Beheizung frisst m. E. zuviel Energie, aber das kann man evtl. noch wegsparen evtl. durch höhere Toleranzen.

Meine Sorge mit der Haltbarkeit der Wandler bleibt, ist aber möglicherweise unbegründet, das muß man sehen. Vielleicht halten die auch problemlos.