一文读懂超声波风速风向传感器

风速传感器是一种使用方便、性能好、可靠性高的智能仪器仪表，可广泛用于测量温室、环保、气象站、养殖等场所的风速。风速传感器有很多种，主要分为皮托管风速传感器、螺旋桨风速传感器、霍尔效应电磁风速传感器、热线风速传感器和超声风速传感器。下面武汉新普惠将简要介绍超声风速传感器的工作原理。

与传统的风速传感器相比，超声风速传感器具有测量精度好、功能多的优点，探头结构相对简单。在许多应用领域，它取代了传统的风速风向传感器。因此，在一些野外精确测量工作中，人们会选择这种传感器。超声风速传感器主要采用超声时差法测量风速，空气中声音的传播速度与风向上的气流速度叠加。

如果超声波的传播方向与风向相同，则速度会加快；相反，速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中的传播速度可以与风速函数相对应。通过计算可以得到准确的风速和风向。例如，在压差变化原理后，在活动方向上设置固定障碍物（孔板、喷嘴等），根据不同的流速发生压差。测量压差后，可转换为流速测量。

超声波风速风向仪是一种测量传感器或测量仪器，利用发送声波脉冲来测量接收端的时间或频率（多普勒变换）差异。

传统的机械风速风向仪有旋转部件，容易磨损。机械结构可能会受到恶劣天气的损坏，灰尘和烟雾也会腐蚀它。同时，由于摩擦，机械风速风向仪仍有启动风速，低于启动值的风速不会驱动螺旋桨或风杯旋转。因此，机械风速仪将无法测量低于启动风速的微风。为了克服传统风杯风速风向仪的固有缺点，新型超声波风速风向仪应运而生。

超声风速风向仪没有移动的机械部件，取而代之的是几个超声传感器。理论上，可测量的风速范围下限为零，无启动风速；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，利用超声波在空气中的传播速度受到空气流动（风）的影响来测量风速。空气中声音的传播速度与风向上的气流速度叠加。如果超声波的传播方向与风向相同，则速度会加快；相反，如果超声波的传播方向与风向相反，则速度会减慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中的传播速度可以与风速函数相对应。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风速计相比，该测量方法的**特点是整个空气测量系统没有任何机械旋转部件，属于惯性测量，因此可以准确测量自然风中阵风脉动的高频成分，结合现代计算机技术，可以在更高层次上揭示自然风的特点，对提高抗风减灾能力和合理利用风资源具有重要意义。