超聲波風速風向儀是利用發送聲波脈沖,測量接收端的時間或頻率差别來計算風速和(hé)風向的測量傳感器(qì)或測量儀器(qì)。
傳統的機械式風速風向儀存在轉動(dòng)部件,容易産生磨損。機械結構可(kě)能會受到惡劣天氣的損害,沙塵和(hé)鹽霧也會對其造成腐蝕。同時,由于摩擦的存在,機械式風速風向儀還存在啟動(dòng)風速,低于啟動(dòng)值的風速将不能驅動(dòng)螺旋槳或者風杯進行旋轉。因此對于低于啟動(dòng)風速的微風,機械式風速儀将無法測量。為克服傳統風杯式風速風向儀的固有缺點,新型超聲波風速風向儀應運而生。
超聲波風速風向儀沒有活動(dòng)的機械部件,取而代之的是若幹個(gè)超聲波傳感器(qì)。理論上可(kě)以測量的風速範圍下(xià)限為零,不存在啟動(dòng)風速;風速上限可(kě)以根據傳感器(qì)間距進行調整。
超聲測風是超聲波檢測技術(shù)在氣體介質中(zhōng)的一種應用,它是利用超聲波在空氣中(zhōng)傳播速度受空氣流動(dòng)(風)的影響來測量風速的。聲音在空氣中(zhōng)的傳播速度,會和(hé)風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同,它的速度會加快;反之,若超聲波的傳播方向若與風向相反,它的速度會變慢。因此,在固定的檢測條件下(xià),超聲波在空氣中(zhōng)傳播的速度可(kě)以和(hé)風速函數對應。通(tōng)過計算即可(kě)得到精确的風速和(hé)風向。
與常規的風杯或旋翼式風速儀相比,這種測量方法的最大特點在于整個(gè)測風系統沒有任何機械轉動(dòng)部件,屬于無慣性測量,故能準确測出自然風中(zhōng)陣風脈動(dòng)的高頻成分,結合現代計算機技術(shù),可(kě)在更高層次上揭示自然風的特性,對于提高抗風減災能力和(hé)風資(zī)源的合理利用具有重大意義。