超聲波風向風速儀原理

風(feng)矢(shi)量(liang)是(shi)基(ji)本(ben)的(de)氣(qi)象(xiang)要(yao)素(su)之(zhi)一(yi)，也(ye)是(shi)大(da)氣(qi)邊(bian)界(jie)層(ceng)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)特(te)征(zheng)量(liang)之(zhi)一(yi)。現(xian)代(dai)氣(qi)象(xiang)監(jian)測(ce)站(zhan)多(duo)向(xiang)著(zhe)全(quan)天(tian)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)發(fa)展(zhan)。建(jian)立(li)自(zi)動(dong)氣(qi)象(xiang)監(jian)測(ce)站(zhan)，迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)精(jing)度(du)高(gao)，免(mian)維(wei)護(hu)的(de)自(zi)動(dong)監(jian)測(ce)儀(yi)器(qi)―――包括達到此要求的風向風速記錄儀。傳(chuan)統(tong)的(de)機(ji)械(xie)式(shi)風(feng)速(su)風(feng)向(xiang)儀(yi)存(cun)在(zai)轉(zhuan)動(dong)部(bu)件(jian)，容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)磨(mo)損(sun)。機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)可(ke)能(neng)受(shou)到(dao)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)的(de)損(sun)害(hai)。沙(sha)塵(chen)和(he)鹽(yan)霧(wu)也(ye)會(hui)對(dui)其(qi)造(zao)成(cheng)腐(fu)蝕(shi)。同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)摩(mo)擦(ca)的(de)存(cun)在(zai)，機(ji)械(xie)式(shi)風(feng)速(su)風(feng)向(xiang)儀(yi)還(hai)存(cun)在(zai)啟(qi)動(dong)風(feng)速(su)。低(di)於(yu)啟(qi)動(dong)值(zhi)的(de)風(feng)速(su)將(jiang)不(bu)能(neng)驅(qu)動(dong)螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)或(huo)者(zhe)風(feng)杯(bei)進(jin)行(xing)旋(xuan)轉(zhuan)。因(yin)此(ci)對(dui)於(yu)低(di)於(yu)啟(qi)動(dong)風(feng)速(su)的(de)微(wei)風(feng)，機(ji)械(xie)式(shi)風(feng)速(su)儀(yi)將(jiang)無(wu)法(fa)測(ce)量(liang)。為(wei)克(ke)服(fu)傳(chuan)統(tong)風(feng)杯(bei)式(shi)風(feng)速(su)風(feng)向(xiang)儀(yi)的(de)固(gu)有(you)缺(que)點(dian)，新(xin)型(xing)超(chao)聲(sheng)波(bo)風(feng)速(su)風(feng)向(xiang)儀(yi)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。

超(chao)聲(sheng)波(bo)風(feng)速(su)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)沒(mei)有(you)活(huo)動(dong)的(de)機(ji)械(xie)部(bu)件(jian)，取(qu)而(er)代(dai)之(zhi)的(de)是(shi)若(ruo)幹(gan)個(ge)超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)。理(li)論(lun)上(shang)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)的(de)風(feng)速(su)範(fan)圍(wei)下(xia)限(xian)為(wei)零(ling)，不(bu)存(cun)在(zai)啟(qi)動(dong)風(feng)速(su)
；風速上限可以根據傳感器間距進行調整。

用超聲波測量風速風向，其核心在於測量超聲波在空氣中傳播的時間
，即所謂的飛渡時間（TOF，time of flying）
，超chao聲sheng波bo從cong一yi個ge探tan頭tou傳chuan送song到dao另ling一yi個ge探tan頭tou所suo需xu要yao的de時shi間jian是shi與yu風feng速su以yi及ji超chao聲sheng通tong路lu有you關guan。順shun風feng將jiang使shi超chao聲sheng信xin號hao傳chuan播bo時shi間jian遞di增zeng，逆ni風feng將jiang會hui使shi之zhi遞di減jian。如ru果guo風feng速su為wei零ling，信xin號hao雙shuang向xiang的de傳chuan輸shu時shi間jian相xiang等deng。如ru果guo在zai兩liang個ge不bu相xiang關guan方fang向xiang上shang同tong時shi測ce量liang風feng速su，就jiu可ke以yi通tong過guo三san角jiao學xue合he成cheng計ji算suan出chu風feng速su以yi及ji風feng向xiang。依yi此ci原yuan理li
，超chao聲sheng波bo風速風向記錄儀可僅僅使用三個探頭即可確定平麵中的風速風向。