超声波风速风向仪的原理

　　超声波风速计是通过发送声波，测量接收端的时间或频率差(多普勒变换)来计算风速和风向的测量传感器或仪器。

　　传统的机械风速计有旋转部件，容易磨损。恶劣天气可能会损坏机械结构，灰尘和盐雾也可能导致腐蚀。同时，由于摩擦，机械风速计仍然有启动风速，低于启动值的风速不会带动螺旋桨或风杯转动。所以机械风速计无法测量起始风速以下的微风。为了克服传统风杯风速计的固有缺点，一种新型超声波风速计应运而生。

　　超声波风速风向仪没有移动的机械部件，而是几个超声波传感器。理论上，可测风速范围下限为零，没有启动风速；风速上限可根据传感器间距进行调整。

　　超声波测风是超声波检测技术在气体介质中的应用，利用气流(风)对超声波在空气中传播速度的影响来测量风速。声音在空气中的传播速度会与气流在风中的速度叠加。如果超声波的传播方向与风向相同，其速度会加快；反之，如果超声波的传播方向与风向相反，其速度就会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以对应于风速函数。通过计算可以得到准确的风速和风向。

　　与传统的风杯或旋翼式风速仪相比，这种测量方法最大的特点是整个测风系统没有机械转动部件，属于惯性测量，因此可以精确测量自然风中阵风脉动的高频分量。结合现代计算机技术，可以在更高层次上揭示自然风的特征，对提高抗风减灾能力和合理利用风资源具有重要意义。