超聲波風速風向儀的原理

　　超聲波風速計是通過發(fā)送聲波，測量接收端的時間或頻率差(多普勒變換)來計算風速和風向的測量傳感器或儀器。

　　傳統(tǒng)的機械風速計有旋轉(zhuǎn)部件，容易磨損。惡劣天氣可能會損壞機械結(jié)構(gòu)，灰塵和鹽霧也可能導致腐蝕。同時，由于摩擦，機械風速計仍然有啟動風速，低于啟動值的風速不會帶動螺旋槳或風杯轉(zhuǎn)動。所以機械風速計無法測量起始風速以下的微風。為了克服傳統(tǒng)風杯風速計的固有缺點，一種新型超聲波風速計應運而生。

　　超聲波風速風向儀沒有移動的機械部件，而是幾個超聲波傳感器。理論上，可測風速范圍下限為零，沒有啟動風速；風速上限可根據(jù)傳感器間距進行調(diào)整。

　　超聲波測風是超聲波檢測技術在氣體介質(zhì)中的應用，利用氣流(風)對超聲波在空氣中傳播速度的影響來測量風速。聲音在空氣中的傳播速度會與氣流在風中的速度疊加。如果超聲波的傳播方向與風向相同，其速度會加快；反之，如果超聲波的傳播方向與風向相反，其速度就會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以對應于風速函數(shù)。通過計算可以得到準確的風速和風向。

　　與傳統(tǒng)的風杯或旋翼式風速儀相比，這種測量方法最大的特點是整個測風系統(tǒng)沒有機械轉(zhuǎn)動部件，屬于慣性測量，因此可以精確測量自然風中陣風脈動的高頻分量。結(jié)合現(xiàn)代計算機技術，可以在更高層次上揭示自然風的特征，對提高抗風減災能力和合理利用風資源具有重要意義。