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超聲波風速風向儀的工作原理介紹

來源:www.xincheng-edu.com         發布時間:2019-02-13 返回列表

超聲波風速風向儀利用發送聲波脈衝,測量接收端的時間或頻率(多普勒變換)差別來計算風速和風向的風速風向測量儀器。也叫超聲波風速計或者超聲波風力計,有時叫超聲波風速傳感器。


超聲測風是超聲波檢測技術在氣體介質中的一種應用它是利用超聲波在空氣中傳播速度受空氣流動(風) 的影響來測量風速的。與常規的風杯或旋翼式風速儀相比這種測量方法的大特點在於整個測風係統沒有任何機械轉動部件,屬於無慣性測量,故能準確測出自然風中陣風脈動的高頻成分,結合現代計算機技術,可在更高層次上揭示自然風的特性對於提高抗風減災能力和風資源的合理利用有重大意義。
聲波(超聲波) 是機械振動在媒質中的傳播過程其傳播速度必然受媒質自身運動的影響若在風場中沿X 方向平行放置兩對超聲換能器, T 1, T 2 為發射, R 1, R 2 為接收, 它們相距為L。
聲音在空氣中的傳播速度,會和風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同,它的速度會加快;反之,若超聲波的傳播方向若與風向相反,它的速度會變慢。因此,在固定的檢測條件下,超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。通過計算即可得到準確的風速和風向。由於聲波在空氣中傳播時,它的速度受溫度的影響很大;風速儀檢測兩個通道上的兩個相反方向,因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。
由於沒有機械轉動部件,不存在機械磨損、阻塞、冰凍等問題,同時也沒有“機械慣性”,可捕捉瞬時的風速變化,不僅可測出常規風速(平均風速) ,也可測得任意方向上的風速分量,尤其可測出風速中的高頻脈動成分。
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