超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理

　　超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種測(cè)量傳感器或儀器，通過(guò)發(fā)送聲波并測(cè)量接收端的時(shí)間差或頻率差來(lái)計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向。

　　傳統(tǒng)的機(jī)械風(fēng)速計(jì)有旋轉(zhuǎn)部件，容易磨損。惡劣天氣可能會(huì)損壞機(jī)械結(jié)構(gòu)，灰塵和鹽霧也可能導(dǎo)致腐蝕。同時(shí)，由于摩擦，機(jī)械風(fēng)速計(jì)仍有啟動(dòng)風(fēng)速，低于啟動(dòng)值的風(fēng)速不會(huì)帶動(dòng)螺旋槳或風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，機(jī)械風(fēng)速計(jì)無(wú)法測(cè)量起始風(fēng)速以下的微風(fēng)。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)的固有缺點(diǎn)，一種新型的超聲波風(fēng)速計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。

　　超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀沒(méi)有移動(dòng)的機(jī)械部件，而是幾個(gè)超聲波傳感器。理論上可測(cè)風(fēng)速范圍的下限為零，沒(méi)有起始風(fēng)速；風(fēng)速上限可根據(jù)傳感器間距進(jìn)行調(diào)整。

　　超聲波測(cè)風(fēng)是超聲波檢測(cè)技術(shù)在氣體介質(zhì)中的應(yīng)用，利用氣流(風(fēng))對(duì)超聲波在空氣中傳播速度的影響來(lái)測(cè)量風(fēng)速。聲音在空氣中的傳播速度將與風(fēng)中的氣流速度疊加。如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，其速度會(huì)加快；相反，如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相反，其速度就會(huì)變慢。因此，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以對(duì)應(yīng)于風(fēng)速函數(shù)。通過(guò)計(jì)算可以得到準(zhǔn)確的風(fēng)速和風(fēng)向。

　　與傳統(tǒng)的風(fēng)杯或轉(zhuǎn)子風(fēng)速計(jì)相比，這種測(cè)量方法最大的特點(diǎn)是整個(gè)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，屬于慣性測(cè)量，因此可以精確測(cè)量自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻分量。結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以在更高層次上揭示自然風(fēng)的特征，對(duì)提高抗風(fēng)減災(zāi)能力和合理利用風(fēng)資源具有重要意義。