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超声波风速风向仪的工作原理

更新时间:2024-02-29    文章来源:校园气象站

  超声波风速风向仪是一种测量传感器或仪器,通过发送声波并测量接收端的时间差或频率差来计算风速和风向。

  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。因此,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,一种新型的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的下限为零,没有起始风速;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将与风中的气流速度叠加。如果超声波的传播方向与风向相同,其速度会加快;相反,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。

  与传统的风杯或转子风速计相比,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。

超声波风速风向仪的工作原理