超声波风速风向仪监测原理

超声波风速风向仪监测原理

声源体的振动使其周围的空气交替压缩和膨胀，并逐渐向外传播，从而形成声波，其单位为赫兹（Hz）。

一般来说，人耳能听到的声波频率约为20-20,000Hz。20Hz以下的声波我们称为次声波，20000Hz以上的声波称为超声波。

超声波频率高、功率大，其能量比普通声波大得多，而且波长短，衍射不严重，方向性好，因此在工业和医学上得到广泛应用。今天我们就来说说气象监测。超声波如何监测风速和风向。

通过发送超声波脉冲并在接收端测量时间或频率（多普勒变换）差来计算风速和风向的测量仪器。我们称之为超声波风速风向变送器，它是超声波检测技术在气态介质中的应用。 

声音在空气中的传播速度会与风向的气流速度叠加；如果超声波的传播方向与风向相同，则其速度会加快；

相反，如果超声波以与风相反的方向传播，其速度就会减慢。

因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中的速度可以对应于风速函数，通过计算可以得到精确的风速和风向。

现在随着科技的发展，气象监测中常用的风速风向仪有箭头风向仪、三杯风速仪和超声波风速风向仪等。

转子式风向传感器和三杯式风速传感器均采用机械结构设计，都有转动部件。监测前，需低风速启动。如果风速低于启动值，则无法带动螺旋桨或风杯旋转。监控；而且由于其运动部件，很容易受到恶劣天气的磨损和损坏，因此超声波风速风向变送器是一个不错的选择。