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超声波风速风向仪的工作原理介绍

来源:www.fzxyyb.com         发布时间:2019-02-13 返回列表

超声波风速风向仪利用发送声波脉冲,测量接收端的时间或频率(多普勒变换)差别来计算风速和风向的风速风向测量仪器。也叫超声波风速计或者超声波风力计,有时叫超声波风速传感器。


超声测风是超声波检测技术在气体介质中的一种应用它是利用超声波在空气中传播速度受空气流动(风) 的影响来测量风速的。与常规的风杯或旋翼式风速仪相比这种测量方法的大特点在于整个测风系统没有任何机械转动部件,属于无惯性测量,故能准确测出自然风中阵风脉动的高频成分,结合现代计算机技术,可在更高层次上揭示自然风的特性对于提高抗风减灾能力和风资源的合理利用有重大意义。
声波(超声波) 是机械振动在媒质中的传播过程其传播速度必然受媒质自身运动的影响若在风场中沿X 方向平行放置两对超声换能器, T 1, T 2 为发射, R 1, R 2 为接收, 它们相距为L。
声音在空气中的传播速度,会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同,它的速度会加快;反之,若超声波的传播方向若与风向相反,它的速度会变慢。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和风速函数对应。通过计算即可得到准确的风速和风向。由于声波在空气中传播时,它的速度受温度的影响很大;风速仪检测两个通道上的两个相反方向,因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
由于没有机械转动部件,不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题,同时也没有“机械惯性”,可捕捉瞬时的风速变化,不仅可测出常规风速(平均风速) ,也可测得任意方向上的风速分量,尤其可测出风速中的高频脉动成分。