超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量的核心

現(xiàn)代氣象監(jiān)測(cè)站大都向全天無(wú)人值守的方向發(fā)展。設(shè)立自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站急需精度更高、免維護(hù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，其中就包括滿足這一條件的風(fēng)速風(fēng)向儀。傳統(tǒng)機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀具有轉(zhuǎn)動(dòng)部件和易發(fā)生磨損等特點(diǎn)。機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時(shí)機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀因摩擦也有啟動(dòng)風(fēng)速。在啟動(dòng)值以下風(fēng)速會(huì)無(wú)法帶動(dòng)螺旋槳或風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)。所以對(duì)起動(dòng)風(fēng)速以下的微風(fēng)就不能用機(jī)械式風(fēng)速儀進(jìn)行測(cè)定了。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯式風(fēng)速風(fēng)向儀固有的不足，出現(xiàn)了一種新的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。超聲波風(fēng)速測(cè)量技術(shù)在測(cè)量?jī)x器中不需要任何活動(dòng)機(jī)械部件而代之以多個(gè)超聲波傳感器。理論可測(cè)風(fēng)速范圍的下限是0，無(wú)啟動(dòng)風(fēng)速；風(fēng)速上限可隨傳感器間距的變化而變化。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量的核心是超聲波通過(guò)空氣的傳播時(shí)間，稱(chēng)為飛渡時(shí)間，超聲波由一個(gè)探針傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)探針?biāo)玫臅r(shí)間與風(fēng)速和超聲通路相關(guān)。順風(fēng)會(huì)導(dǎo)致超聲信號(hào)的傳播時(shí)間增加，而逆風(fēng)則會(huì)導(dǎo)致其減小。若風(fēng)速等于零則信號(hào)雙向發(fā)送時(shí)間相等。

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