STEP#22 - Un manuale d'uso

Per utilizzare un anemometro a filo caldo bisogna:

-          prendere il corpo dell’anemometro a filo caldo (AFC) dalla confezione;

-          trovare l’alloggio delle batterie;

-          aprire il coperchio dell’alloggio delle batterie;

-          inserire le batterie;

-          chiudere il coperchio;

-          assicurarsi che il dispositivo sia spento;

-          allineando il sensore con la presa della sonda, collegarli accuratamente;

-          eventualmente estendere con delicatezza il sensore se è concesso;

-          posizionare lo strumento tenendolo in mano, su un ripiano o su un supporto mobile, se incluso;

-          accendere lo strumento tramite l’interruttore;

-          per una corretta rilevazione dei dati, assicurarsi che il sensore sia posizionato perpendicolarmente alla direzione del vento.

Sitografia:

Immagini e manuali:

https://www.kanomax-usa.com/sdm_downloads/climomaster-anemometer-6501-series-user-manual/

Manuali:

http://docplayer.it/20046419-Sonda-anemometrica-a-filo-caldo.html

http://content.amprobe.com/manualsA/TMA-21HW_Hot-Wire-Anemometer_Manual.pdf

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STEP#21 - Il fumetto

Per quanto riguarda questo post si è cercata in generale la presenza dell'anemometro all'interno del mondo dei fumetti per una migliore presenza di un misuratore della forza del vento.

Il primo esempio qui riportato è tratto da Skyroads disegnato da Dick Calkins e scritto da Russell Keaton pubblicato nel mensile di gennaio 1939 di Famous Funnies serie pubblicata dal 1934 al 1955.

Un fatto curioso è che da alcuni storici Famous Funnies è considerato il primo albo a fumetti americano di sempre.

Nel dettaglio:

Il secondo esempio è tratto da Warning from Thundercloud wheater station fumetto che è uscito assieme ad un set di giochi della Kenner della serie "Steve scout and his friend Bob scout" del 1975.

Terzo esempio è tratto dal libro a fumetti Science Comics: Wild Wheater: Storm, Meteorology and Climate della Roaring Book Press editore, scritto da MK Reed ed illustrato da Jonathan Hill, pubblicato per la prima volta il 16 aprile 2019. 

La serie Science Comics è una collana di libri a fumetti che illustra in ciascuna uscita un aspetto del mondo scientifico. Ad oggi la collana consta di 19 libri.

Sitografia:

Skyroads:

https://viewcomiconline.com/famous-funnies-issue-54/

https://www.mycomicshop.com/search?q=Famous+Funnies+54

Warning from Thundercloud wheater station:

https://comicvine.gamespot.com/profile/cbishop/blog/warning-from-thunderhead-weather-station/125931/

http://www.clickhare.com/lerman/kswarncomic.html

Science Comics:

https://us.macmillan.com/series/sciencecomics/

https://toppsta.com/books/details/609610/science-comics-wild-weather-storms-meteorology-and-climate

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STEP#20 - Il marchio

Il primo marchio riportato è quello della Kanomax, azienda giapponese fondata nel 1934 che si è espansa in USA e in Cina nel corso degli anni stringendo accordi persino con la NASA. La Kanomax è per sua stessa ammissione fondata sugli anemometri, la cui produzione di massa risale al 1951, e il nome dell’azienda è sinonimo di precisione nella misurazione della velocità dell’aria. L’attività in particolare produce anemometri a filo caldo da ricordare la Climomaster serie 6500, citata più volte nel corso del blog.

Il logo della Kanomax

Il secondo marchio è quello della TSI Incorporated, è un’azienda degli USA con una storia molto simile a quella della Kanomax e, per determinati prodotti, rivale. Fondata nel 1960, l’azienda già nel 1971 inizia a lavorare al sensore di velocità del vento e di 60 anemometri creati per la NASA sei andarono su Marte, installati sulla navicella Viking. La TSI Incorporated oggigiorno si occupa anche di diversa altra tecnologia.

Logo della TSI Incorporated

Sitografia:

Fonti sulla Kanomax:

https://www.kanomax-usa.com/wp-content/uploads/2016/10/Kanomax_corporate_brochure_2016.pdf

Fonti sulla TSI Incorporated:

https://tsi.com/discover-tsi/tsi-s-history/

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STEP#19 - L'abbecedario

A come Anemoi, le personificazioni dei venti nella mitologia greca;

B come Boussinesq, Joseph che fece nel 1905 alcuni iniziali studi dell'anemometria termica;

C come calibrazione, necessaria per il corretto funzionamento dello strumento;

D come Dantec Dynamics, laboratorio che lanciò per primo commercialmente l'anemometro in versione a temperatura costante nel 1958;

E come elettricità;

F come filo caldo;

G come galvanometro;

H come H. Tinsley & co. una delle prime case costruttrici dell'anemometro a filo caldo;

I come intensità di corrente;

L come Louis Vessot King, l'inventore;

M come miniere, uno dei primi ambienti di utilizzo;

N come Nusselt, numero essenziale per la teoria dell'anemometro a filo caldo;

O come ossidazione, uno dei rischi che corre il filo metallico;

P come platino, metallo utilizzato per fare il filo;

Q come quarzo, materiale di supporto del film metallico;

R come resistenza;

S come sensore;

T come temperatura;

U come USB;

V come velocità del flusso;

Z come Zefiro, il vento che soffia da ponente.

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Riconoscimenti importanti e immagini di anemometri

Nel corso della ricerca di francobolli, nel tentativo di trovarne uno che ritraesse l'inventore dell'anemometro a filo caldo, L.V. King, mi sono imbattuto in una foto che ritrae una medaglia da lui ottenuta in vita per la scoperta dello strumento in esame:

Nella stessa ricerca sono altresì incappato in un sito che raccoglie immagini di antichi anemometri che lascio sotto in descrizione.

Sitografia:

https://www.picuki.com/media/2165461049963294561 (visitato il 15/11/2020, il link non è più funzionante)

https://www.dreamstime.com/photos-images/old-anemometer.html

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STEP#18 - Il francobollo

Come per lo step 6 si mostreranno nell'ambito della filatelia degli strumenti che quantificano l'intensità del vento.

Il primo francobollo proposto è stato emesso nel 1972 dalla Repubblica Democratica Tedesca per celebrare l'Assemblea meteorologica internazionale di Lipsia e ritrae l'elemento sensore di un anemografo del 1896 e come sfondo la prima carta meteorologica tedesca del dottor Wladimir Köppen (1876):

L'immagine è stata realizzata da Manfred Gottschall

Il secondo francobollo è stato emesso nel 1964 dall'Iran per la giornata mondiale della meteorologia e raffigura una nuvola con pioggia stilizzate con davanti un anemografo:

Il terzo francobollo proposto è stato emesso il 23 maggio 1966 dall'Algeria per pubblicizzare la giornata mondiale della meteorologia e ritrae un pallone meteorologico, una bussola ed un anemometro:

L'immagine è stata realizzata da Ali Ali-Khodja

L'ultimo francobollo è stato emesso nel 2000 dalla Slovenia per celebrare l'Anniversario dei 150 anni delle Misurazioni ed Osservazioni Metereologiche in Slovenia e ritrae un anemografo, una tempesta estiva ed una Carlina bianca, fiore che con l'aumentare dell'umidità dovuta al maltempo chiude le sue brattee:

Sitografia:

Prima immagine e fonti:

https://www.dreamstime.com/saint-petersburg-russia-december-stamp-issued-german-democratic-republic-image-anemometer-map-german-image167652928

https://www.suche-briefmarken.de/marken/ddr/ddr72015.html

Seconda immagine e fonte:

https://www.hipstamp.com/listing/persia-stamp-scott-1285-mint-never-hinged-anemometer-6r-blue-v-14/26292343

Terza immagine e quarta immagine e fonte:

https://www.stampcommunity.org/topic.asp?TOPIC_ID=14840&whichpage=4            

Approfondimenti sulla Carlina bianca e sui fiori spontanei:

http://www.tanadegliorsi.it/territorio/fiori-spontanei

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STEP#17.5 - I brevetti - Il futuro

Il quinto ed ultimo brevetto è il US2008087102A1 di Theodore I. Kamins e Douglas C. Snell depositato l’11 ottobre 2006 e pubblicato il 17 aprile 2008 ed è una lampante evidenza dell’affinazione della tecnologia che si è verificata in meno di cento anni. L’apparecchio che possiede il nome di anemometro a filo caldo è mutato in un oggetto di dimensioni microbiche, anzi “nanobiche”.

Lo scritto tratta del metodo di fabbricazione ed implementazione di un nuovo tipo di strumento, il nano-anemometro a filo caldo. L’oggetto è composto principalmente da due elettrodi (102a-b), un nanofilo (108), un substrato (104’) ed un apparato- sensore (110) che può essere un ponte Wheatstone, un misuratore di resistenza, di corrente, di temperatura. Gli inventori forniscono direttive sui materiali del nanofilo (di diametro tra gli 1 e i 500 nanometri) e degli elettrodi e come essi debbano essere costruiti. In particolare, il nanofilo cresce per catalizzazione metallica sugli elettrodi, garantendo un ancoraggio migliore perché giuntati al livello molecolare. Si introduce poi la possibilità dell’aggiunta di un rivestimento protettivo.

Alcuni vantaggi sono il possibile utilizzo del dispositivo nei liquidi e la corrente di alimentazione che si riduce ad un intervallo tra pochi nanoampere fino a poche centinaia di microampere, per le ridottissime dimensioni in gioco.

 

Il numero 106 è il vuoto poi occupato dal mezzo in esame

Sitografia:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/039301968/publication/US2008087102A1?q=pn%3DUS2008087102A1

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STEP#17.4 - I brevetti - Materiali innovativi

Il quarto brevetto trattato è il US2870305A depositato da Sung-Ching Ling il 4 aprile 1955 e pubblicato il 20 gennaio 1959. Questo scritto è un altro passo importante per la tecnologia di questo apparecchio essendo il brevetto che introdurrà l’anemometro a film caldo.

Uno dei problemi del sensore a filo è che se la velocità del fluido in esame ha un incremento repentino di intensità, la superficie del filo si raffredda notevolmente mentre il cuore del filo rimane caldo. Questo rappresenta un problema poiché i dispositivi di controllo della temperatura percepiscono la temperatura media tra superficie e cuore, e dunque ciò comporta una discrepanza del segnale.

Il brevetto di cui sopra propone l’utilizzo di un materiale non conduttivo come supporto (si propone quarzo o materiale ceramico) e di un sottile film di metallo con un elevato coefficiente di temperatura della resistenza, questo comporterà che l’elemento sonda sia più sensibile ai cambiamenti di intensità con una risposta più veloce.

I vantaggi di questo tipo di sonda sono inoltre la mancanza di rumori causati da vibrazioni aerodinamiche, una maggiore resistenza meccanica dell’elemento sensibile dovuto alla presenza del supporto in quarzo, la possibilità di utilizzo del sensore a temperature maggiori e la maggiore resistenza all’invecchiamento dovuta da alte temperature.

In figura la nuova tipologia di sonda e le varie sezioni. L'elemento sensore è il numero 12

Sitografia:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/023982630/publication/US2870305A?q=pn%3DUS2870305A

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STEP#17.3 - I brevetti - Lo sviluppo

Il terzo brevetto è quello con codice US1724296A depositato il 4 marzo 1925 e pubblicato il 13 agosto 1929 da John Turner MacGregor-Morris. L’anemometro a filo caldo trattato in questo brevetto è uno strumento importante poiché fu uno dei primi ad essere adoperato da un bacino di utenze abbastanza ampio.

L’anemometro a filo caldo dipende dalla corrente che scorre attraverso il galvanometro e, fino ad allora, lo strumento aveva bisogno di una molto precisa valutazione dell’ammettenza per avere un giusto grado di accuratezza sulle indicazioni del galvanometro.

Sfruttando il fatto che riscaldandosi per effetto Joule un condensatore percorso da corrente varia la sua resistenza in maniera precisa, MacGregor-Morris ottimizza il circuito migliorando l’adattamento del ponte Wheatstone, determinando accuratamente il valore della corrente passante. Ciò è dovuto al fatto che il ponte sia completamente incluso nel sensore facendo sì che le braccia interagiscano tra loro.

Questo vantaggio fa sì che non si debba agire con onerose regolazioni per variazioni di temperatura del mezzo in esame, fattore che comportò un uso dello strumento soprattutto nelle miniere dove le variazioni di intensità di fluido e temperatura sono labili.

MacGregor-Morris utilizzò come sensore fili schermati e altri esposti al fluido incidente in nickel e manganina.

In figura 4 il particolare del sensore con i fili a b c d che fanno parte del ponte Wheatstone

Sitografia:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/010889243/publication/US1724296A?q=pn%3DUS1724296A

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STEP#17.2 - I brevetti - Gli inizi

Il secondo brevetto è il numero GB191418563A depositato l’11 agosto 1914 e pubblicato l’11 agosto del 1915 da Louis Vessot King, considerato l’inventore dell’anemometro a filo caldo.

L’autore del brevetto nello stesso anno di deposizione, pubblica un articolo scientifico considerato fondante per la nascita dello strumento, in cui tratta del bilancio termico di un cilindro caldo immerso in un fluido, tramite snella ed intelligente matematica, e degli eventuali collegamenti con l’anemometria termica. Il risultato principale dell’articolo è la legge che collega direttamente la velocità del fluido incidente con la tensione che deve essere applicata ad un filo per far sì che la sua temperatura rimanga inalterata, la legge di King.

Tramite questa legge quindi è possibile snellire il macchinario ed eliminare i termometri, il che si traduce in una migliore risposta dello strumento a variazioni di intensità del flusso, minor complessità del circuito e minor peso. È nato l’anemometro a filo caldo.

Lo strumento di King si avvale di un doppio ponte Kelvin, simile al ponte Wheatstone con l’aggiunta di due resistori, di un reostato, di un galvanometro, elementi essenziali per lo strumento. Altro elemento degno di menzione nel brevetto è l’utilizzo per la sonda di fili di platino, utilizzati tutt’oggi nella costruzione di questo macchinario.

L'elemento sensore è in figura 1

Bibliografia:

L.V. KING, XII. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: Determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry, in «Philosophical Transactions of the Royal Society A», Anno XXVII (1914), Vol. 214, pp. 373-432

Sitografia:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/032648351/publication/GB191418563A?q=pn%3DGB191418563A

https://doi.org/10.1098/rsta.1914.0023

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STEP#17.1 - I brevetti - La preistoria

Il primo brevetto che sarà oggetto del nostro esame è quello di Carl Clapp Thomas con codice GB191210454A e depositato il 2 maggio 1912 e pubblicato il 2 giugno del 1913, ed è uno dei primi brevetti che introduce al mondo la possibilità di un’anemometria termica. C. C. Thomas ha depositato tre brevetti molto simili tra loro nel 1909, nel 1911 e il brevetto di cui sopra nel 1912, che riguardano il calcolo della velocità di una corrente fluida tramite l’utilizzo di un resistore caldo. Come è stato più volte ripetuto nel corso del blog, la nascita dell’anemometro a filo caldo è datata nel 1914 ma numerosi esperimenti, prove e brevetti al riguardo sono di più antica datazione, come in questo caso.

Nel design del brevetto proposto da Thomas ci sono molti degli elementi caratteristici di quello che sarà l’anemometro a filo caldo: il ponte Wheatstone, il galvanometro, la resistenza variabile, il reostato ecc… Il funzionamento della macchina si basa però su un condotto (1) all’interno del quale c’è un elemento riscaldante elettricamente (2) e a valle e a monte del quale ci sono due termometri (3 e 4), collegati al ponte Wheatstone che, se dovesse percepire una maggiore differenza di una data temperatura, evidenzia come ci sia stata una variazione di velocità del fluido. Ed è quindi nel sensore che sta la differenza: in questo caso è infatti la discrepanza di temperatura tra i due termometri ad ottenere la velocità del fluido e non la differenza di temperatura del filo-resistenza stesso.

Gli elementi menzionati (1,2,3,4) sono in basso a destra

Sitografia:

https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/032713955/publication/GB191210454A?q=pn%3DGB191210454A

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Esercizio di stile

Si riporta in calce una rappresentazione particolare dell'anemometro a filo caldo fatta dal gestore del blog:

No caption needed

 

STEP#16 - Anatomie

L'immagine qui proposta è uno schema dell'anemometro a temperatura costante:

Questa immagine raffigura una vista dell'involucro e della sonda dell'Anemomaster Modello 6034 della Kanommax:

Particolare di un tipo di sonda di un anemometro a filo caldo della Kanomax:

Dall'alto verso il basso:
sensore di intensità del vento
sensore di controllo della temperatura
sensore temperatura

Sensore di direzione del vento
sensore di intensità del vento
sensore di controllo della temperatura

La seguente immagine è relativa ai tipi di sonda presenti nel manuale dell'utente degli anemometri a filo caldo CLIMOMASTER della serie 6501 della Kanomax:

L'unità di misura è in mm

Le ultime due immagini appartengono ad una relazione per una conferenza che tratta dello sviluppo di un basilare circuito di un anemometro a filo caldo:

Un circuito di un anemometro a filo caldo

Vista complessiva di un circuito di un anemometro a filo caldo a temperatura costante

Si ringrazia Anna Gonella e Michiyo Gonella Tomita per la traduzione giapponese.

Sitografia:

Prima immagine e fonte:

https://www.eyc-tech.com/show/eyc-hot-wire-type-air-velocity-series-product-principle-application.htm

Seconda immagine e fonte:

https://www.rex-rental.jp/large/050/middle/020/product/20656

Terza immagine e fonte:

http://www.kanomax.co.jp/technical/detail_0013.html

Quarta immagine e fonte:

http://www.kanomax.co.jp/technical/detail_0022.html#:~:text=%E6%8C%87%E5%90%91%E6%80%A7%E3%81%8C%E3%81%82%E3%82%8B%E3%83%97%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%96,%E3%81%A6%E8%A8%88%E6%B8%AC%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%8F%E3%81%A0%E3%81%95%E3%81%84%E3%80%82&text=%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E8%A3%9C%E5%84%9F%E7%89%B9%E6%80%A7%E9%A2%A8%E9%80%9F%E7%B4%A0%E5%AD%90,%E3%81%BE%E3%81%99%EF%BC%88%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E8%A3%9C%E5%84%9F%E6%A9%9F%E8%83%BD%EF%BC%89%E3%80%82

Quinta immagine e fonte:

https://www.kanomax-usa.com/wp-content/uploads/2015/10/6501_Manual.pdf

Ultime due immagini e fonte:

https://manualzz.com/doc/it/5662423/sonda-anemometrica-a-filo-caldo-hot-wire-anemometer

Approfondimento con un manuale d'uso della LSI Lastem:

https://www.researchgate.net/publication/324673924_DEVELOPMENT_OF_A_BASIC_CIRCUIT_OF_A_HOT-WIRE_ANEMOMETER

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STEP#15 - I numeri

I numeri che riguardano l’anemometro a filo caldo sono molteplici:

1914 è l’anno a cui è attribuita la nascita dello strumento;

 

5 sono i μm di diametro del filo;

 

1,25 sono i mm di lunghezza del filo;

 

250 è la temperatura media in °C del filo riscaldato;

 

5,6 è la misura in Ω della resistenza di un filo standard in tungsteno;

 

0,1 e 25,0 è il range di velocità del fluido in m/s che lo strumento è in grado di apprezzare;

 

0,0 e 50,0 è l’intervallo di operatività di temperatura in °C;

 

80 è la % relativa di umidità massima sopportabile;

 

1000 sono i mm massimi di estensione della sonda.

 

Alcune delle misure sono prese dall’anemometro PCE-423 della PCE Instruments.

Bibliografia:

L.LÖFDAHL, M. GAD-EL-HAK, Sensor for Turbolence Measurements and Control, in The MEMS Handbook, edito da M. GAD-EL-HAK: CRC Press, 2002, vol.III, par. 26.4.3

L.V. KING, XII. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: Determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry, in « Philosophical Transactions of the Royal Society A», Anno XXVII (1914), Vol. 214, pp. 373-432

Sitografia:

https://www.pce-instruments.com/english/measuring-instruments/test-meters/anemometer-pce-instruments-hot-wire-anemometer-pce-423-det_60513.htm

http://www.dept.aoe.vt.edu/~simpson/aoe4154/hotwirelab.pdf

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STEP#14 - La tassonomia

La classificazione dell'anemometro a filo caldo mostra delle differenze a seconda di dove si sta cercando questo articolo, tra i cataloghi di un museo o tra le pagine di negozi online. Nonostante ciò si può affermare che ci siano dei comuni denominatori:

Sitografia:

https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co54562/macgregor-morris-portable-hot-wire-anemometer-with-hot-wire-anemometer

https://www.testo.com/en-UK/products/thermal-anemometer

https://www.youtube.com/watch?v=-EvGf_JPqzs&t=174s

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STEP#13 - La pubblicità

L’anemometro a filo caldo è presente principalmente in siti riguardanti tecnologia e strumenti di misura.

Tutti gli esempi riportati sono tratti da siti che permettono la vendita online.

La prima immagine riguarda la pubblicità dell'anemometro AVM - 8880:

Le immagini sotto riportate sono relative ad anemometri a filo caldo prodotti dalla Hilitand:

La prossima pubblicità dell’anemometro a filo caldo è quella riguardante l'HHF42 della Omega:

L’ultima immagine è una pubblicità della Trotec relativa al modello BA30WP:

Sitografia:

https://www.amazon.de/-/en/Digital-Anemometer-Portable-Temperature-Windsurfing/dp/B07JFPB1DT

https://pdf.directindustry.com/pdf/omega/hot-wire-anemometer-hhf42/19150-123552.html

https://www.trotec-blog.com/en/trotec/makes-your-smartphone-even-smarter-hot-wire-anemometer-with-appsensor-from-trotec/

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STEP#12 - Nel cinema

L’anemometro a filo caldo è uno strumento che non sono riuscito a trovare nella filmografia. Vari tipi di anemometri comunque sono riscontrabili spesso nella settima arte. Sotto verranno riportati due esempi di film di due epoche assai distanti tra loro anche se uno è la riedizione dell’altro.

La scena sotto riportata è tratta dal film di fantascienza Viaggio al centro della terra del 1959 diretto da Henry Levin e prodotto Charles Brackett con James Neville Mason, Pat Boone e Arlene Carol Dahl. In questo fotogramma i protagonisti del film entrano nella camera di uno studioso e al centro della sala si trova un tavolo con sopra numerosi strumenti. Uno fra questi è un ben riconoscibile anemometro a coppette:

 

La seconda immagine rappresentata è tratta dal film Viaggio al centro della terra del 2008 diretto da Eric Brevig con Brendan Fraser, Josh Hutcherson e Anita Briem. In questo caso i protagonisti si trovano dopo numerose peripezie sopra una zattera di fortuna da loro costruita e, a causa dell’aggravarsi del “meteo sotterraneo”, consultano un anemometro a ventolina Kestel 2500 multifunzione:

 

È interessante notare come nell’arco di 49 anni la tecnologia sia avanzata di molto facendo sì che un oggetto di dimensioni non trascurabili meno di mezzo secolo prima, si sia tramutato in uno strumento “a portata di mano”.

Sitografia:

https://www.magellanostore.it/anemometro-kestrel-2500-multifunzione-P8711.htm?mid=8711&gclid=CjwKCAiA17P9BRB2EiwAMvwNyLF96zKDV-J6YJEtdCm6zjiEejKqny2RLbSgDXIg7sSGUDrJqFcHPxoCh-AQAvD_BwE

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STEP#11 - I costruttori

Oggi in commercio esistono numerose aziende che producono anemometri a filo caldo (AFC) e l’impiego di questa apparecchiatura è in gran parte aziendale.

Storicamente l’AFC è diventato uno strumento di ricerca affidabile durante e dopo la Seconda guerra mondiale. Una delle primissime aziende che iniziò a produrre questo dispositivo per l’utilizzo in abito minerario fu l’H. Tinsley & co. nel 1932.

H. Tinsley

Questa azienda fu fondata nel 1904 da Henry Tinsley in Beckenham ed iniziò l’attività partendo da un piccolo laboratorio assieme ad un assistente. Nel 1910 Tinsley assieme ad un collega iniziò la vendita di Potenziometri Vernier. L’attività si ingrandì notevolmente in poco tempo ed iniziò a sperimentare tecnologie di vario tipo in campo elettrotecnico. Dopo i primi 50 anni l’azienda iniziò ad assumere anche agenti pubblicitari per sponsorizzare al meglio i prodotti. Nel corso della seconda parte del XX secolo la Tinsley ha acquisito molteplici aziende del settore. Oggi l’azienda è sinonimo di affidabilità nel settore e continua a impegnarsi nella ricerca e sviluppo in ambito tecnologico.

Di meritevole menzione per quanto riguarda lo sviluppo di questo strumento è la Dantec Dynamics, che nel 1958 lanciò per la prima volta nel mercato mondiale l’AFC a temperatura costante (CTA).

Il 55A01, il primo anemometro a temperatura costante in commercio dalla DISA

Azienda danese fondata nel 1947 come dipartimento interessato ad attività di laboratorio della DISA (Dansk Industri Syndikat). Nel corso degli anni sviluppò una propria autonomia fino a divenire indipendente immettendo sul mercato varie apparecchiature per lo studio dei moti dei fluidi.

Bibliografia:

I.D. UNWIN, The Measurement of Air Flow in Coal Mines: A Historical Review, British Coal Corporation, 1988

E.OWER e R. C. PANKHURST, The Measurement of Air Flow, Pergamon Press, 1977, pp. 228-237

Sitografia:

https://www.dantecdynamics.com/about/history/

http://tinsley.co.uk/wp/?page_id=419

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Bozza di disegno sull'AFC

 Questo potrebbe essere un possibile disegno che aggiungerei al blog:

STEP#10 - I libri

Il primo scritto ad introdurre l’idea di un’anemometria basata sulla convezione di un cilindro riscaldato:

A. E. KENNELLY, C. A. WRIGHT e J.S. VAN BYLEVELT, The convection of heat from small copper wires, in «Proceedings of the American Institute of Electrical Engineers», Anno IV (1909), Vol.28, Issue 7, pp. 699-729

La pubblicazione assieme a quelle del 1915 e 1916 dello stesso autore che ha inaugurato l’era dell’anemometro termico:

L.V. KING, XII. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: Determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry, in «Philosophical Transactions of the Royal Society A», Anno XXVII (1914), Vol. 214, pp. 373-432

Il report (con il brevetto di S. C. Ling dello stesso anno) ad aver introdotto il concetto di anemometro a film caldo:

H. H. LOWELL e N. PATTON, Response of Homogeneous and Two-Material Laminated Cylinders to Sinusoidal Environmental Temperature Change, With Applications to Hot-Wire Anemometry and Thermocouple Pyrometry, in National Advisory Committee for Aeronautics. Lewis Flight Propulsion Lab, 1955

Due dei lavori più citati nella letteratura contemporanea:

G. COMTE-BELLOT, Hot wire anemometry, in «Annual Review of Fluid Mechanics», Anno VII (1976), Vol. 8, pp. 209-231

L. M. FINGERSON e P. FREYMUTH, Thermal Anemometers, in: Fluid Mechanics Measurement, seconda edizione, edito da R. J. GOLDSTEIN, Washington D.C.: Taylor & Francis, 1977, pp. 115-173

La pubblicazione più recente:

P. LIGĘZA, P. JAMRÓZ e P. OSTROGÓRSKI, Methods for dynamic behavior improvement of tachometric and thermal anemometers by active control, in «Measurement: journal of the International Measurement», Anno XXXVII (2020), Vol. 166

 

Menzione per G.A. Shakespear che nel 1902 a Birmingham fece i primi esperimenti in merito all’anemometria a filo caldo. Non sono presenti pubblicazioni perché non riuscì a sviluppare una teoria completa.

STEP #9 - Gli inventori

L’anemometro a filo caldo (AFC) secondo il Fundamentals of Hot Wire Anemometry di Charles G. Lomas (1986) è stato utilizzato con prototipi da numerosi studiosi fin dal tardo 1800. Alcuni studiosi nel 1909 definirono i concetti di anemometria elettrica e fra il 1912 e il 1914 uscirono le prime pubblicazioni in merito. Colui che con il suo lavoro diede inizio all’era dell’anemometro termico (altro nome dell’AFC) fu Louis Vessot King grazie alle sue pubblicazioni nel 1914, 1915 e 1916 riguardanti lo scambio termico per convezione di un cilindro caldo immerso in un fluido e il design dell’AFC.

 

Louis Vessot King nasce nel 18 aprile 1886 a Toronto, figlio di Alonzo King (professore) e Louisa Vessot. Louis eredita forti tratti sia dalla famiglia inglese del padre che dalla famiglia francese della madre tant’è che egli era solito dire di avere un animo francese in un’armatura inglese. Sin dai primi anni di vita si interessa all’arte del design e manifattura dei lavori in ferro grazie allo zio Samuel Vessot. Negli anni del College è sempre il più giovane nei corsi e riceve i premi e i riconoscimenti più importanti. Negli anni universitari è uno studente brillante e ha una profonda amicizia con i professori Rutherford e Barnes. Nel 1920 ottiene la cattedra di fisica.

Egli si diletta nel proporre soluzioni eleganti a problemi già risolti combinando invenzioni con analisi matematica e trasformando i risultati in applicazioni pratiche. Per questo motivo si interessa all’anemometro a filo caldo che in quegli anni viene studiato da molti scienziati in diversi ambiti.

Nel 1938 a causa di ricorrenti problemi di salute decide di ritirarsi dall’insegnamento e interrompe ogni studio scientifico. Un anno dopo il suo ritiro scoppia la guerra e molti colleghi, in riferimento ai problemi riguardanti le microonde, rimpiangono la sua assenza e di quella di suoi studenti.

Muore nel 6 giugno 1956.

Bibliografia:

Charles G. LOMAS, Fundamentals of  Hot Wire Anemometry, Cambridge: Cambridge University Press, 1986, cap. 2.7, pp. 1-15

Sitografia:

Immagine e fonte:

https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsbm.1957.0007

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STEP#8 - I materiali

L’anemometro a filo caldo (AFC) è costituito da sonda, circuito ed apparato protettivo.

L’apparato fondamentale dell’AFC è sicuramente la sonda, ovvero ciò con cui capta direzione e velocità del fluido.

Fin dai primi sviluppi di un anemometro di questa tipologia, il suo principale innovatore L.V. King nel 1914 (e poi in altre due pubblicazioni nel 1915 e nel 1916) aveva accostato l’idea dell’AFC con l’elemento del platino. Nel 1920 J. T. Morris utilizzò per il suo prototipo quattro fili di nickel riscaldati. Nel 1947 la National Physical Laboratory (NPL) aveva sviluppato altresì l’idea di un AFC schermato da un cilindro di silicio con doppio foro.

Oggigiorno i principali elementi utilizzati nella realizzazione di queste sonde sono platino, tungsteno o platino-iridio (o rodio) e sono stati questi i materiali ad essere utilizzati fin dal 1950 ed anche precedentemente.

Esistono, però, due tipi di sonde: a filo caldo e a film caldo.

I sensori a film caldo sono stati introdotti nel 1955 da H. H. Lowell e N. Patton e da S. C. Ling e sono stati la principale innovazione per questa tecnologia. Questi si avvalgono di materiali come il quarzo che funge da supporto e da coating protettivo per il film in metallo che fa da sensore. Altri materiali per i sostegni del filo possono essere acciaio inox ed oro.

Cilindro di silicio con doppio foro

Bibliografia: 

L.V. KING, XII. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: Determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry, in « Philosophical Transactions of the Royal Society A», Anno XXVII (1914), Vol. 214, pp. 373-432

L.LÖFDAHL, M. GAD-EL-HAK, Sensor for Turbolence Measurements and Control, in The MEMS Handbook, edito da M. GAD-EL-HAK, Boca Raton: CRC Press, 2002, vol.III, par. 26.4.3

G.COMTE-BELLOT, Hot wire anemometry, in «Annual Review of Fluid Mechanics», Anno VII (1976), Vol. 8, pp. 209-231

L.M.FINGERSON e P.FREYMUTH, Thermal Anemometers, in: Fluid Mechanics Measurement, seconda edizione, edito da R.J.GOLDSTEIN, Washington D.C.: Taylor&Francis, 1977, pp. 115-173

Immagine e fonte:

I.D. UNWIN, The Measurement of Air Flow in Coal Mines: A Historical Review, British Coal Corporation, 1988, par. 12

Sitografia:

http://www.dept.aoe.vt.edu/~simpson/aoe4154/hotwirelab.pdf

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Blog sull'anatomia topografica

Ho trovato, nel mio cercare testi di anatomia con illustrazioni descrittive della natura umana, un blog che ha perseguito con molta dedizione ciò che era la mia idea primaria: quella di fare un blog che incasellasse testi anatomici. 

Questo blog è stato in attività dal 2015 al 2016 creando più di 200 post in merito.

Il sito che allegherò in calce è in giapponese quindi è altamente consigliato tradurre tutto in italiano con la funzione di Google.

A. Lolli, M. Zocchetta, R. Perretti Struttura uomo, Manuale di anatomia artistica vol.1, 1998, uno dei numerosissimi volumi analizzati nel blog

Sitografia:

http://kotakato.blogspot.com/2015/09/

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