超聲波風速風向傳感器時差法測量原理

風矢量即風速與風向，它是氣象監測的基礎監測要素。

現代氣象站伴隨著物聯網技術與傳感器技術的不斷發展而日趨智能化，逐步向全天無人值守方向邁進。所以現代氣象站急需一種高精度免維護風速風向傳感器。傳統機械式風速風向傳感器有轉動部件易發生磨損。機械結構會被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時因為摩擦，機械式風速風向儀也有啟動風速。在啟動值以下風速會無法帶動螺旋槳或風杯轉動。所以對起動風速以下的微風機械式風速儀就不能測了。為了克服傳統風杯式風速風向儀固有的不足，新型超聲波風速風向儀出現了。

超聲波風速風向傳感器具有反應速度快，測量精度高，易于維護使用等特點，被廣泛應用于工業領域及科學研究。超聲波風速風向傳感器是一種主要利用4個垂直放置超聲波傳感器發出超聲波頻率的差異來計算風速與風向的傳感器，由傳感器輸出風速（m/s）與風向（°）。

超聲波時差法測風很普遍，它的基本原理是：平靜空氣條件下聲波傳播速度隨空氣沿風向流動而變化。如果風向和聲波的傳播方向相同，就會增大聲波的傳播速度，反之則會減小聲波的速度。超聲波通過空氣時順風和逆風的傳播有速度差，該速度差體現了固定距離下的時間差，該時間差和待測風速成線性關系。所以超聲波風速風向傳感器就是按固定頻率依次發出超聲波，測得超聲波在兩方向達到的時刻，從而求得順風傳播速度與逆風傳播速度，經處理轉換后即得風速值。

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