超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是利用發(fā)送聲波脈沖，測(cè)量接收端的時(shí)間或頻率（多普勒變換）差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的測(cè)量傳感器或測(cè)量儀器。
根據(jù)產(chǎn)品的大小、使用習(xí)慣或者具體應(yīng)用環(huán)境，叫超聲波風(fēng)速傳感器或者超聲波風(fēng)速儀，也叫超聲波風(fēng)速計(jì)或者超聲波風(fēng)力計(jì)
聲風(fēng)速儀工作原理
超聲測(cè)風(fēng)是超聲波檢測(cè)技術(shù)在氣體介質(zhì)中的一種應(yīng)用它是利用超聲波在空氣中傳播速度受空氣流動(dòng)（風(fēng)） 的影響來測(cè)量風(fēng)速的。與常規(guī)的風(fēng)杯或旋翼式風(fēng)速儀相比這種測(cè)量方法的最大特點(diǎn)在于整個(gè)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)沒有任何機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，屬于無慣性測(cè)量，故能準(zhǔn)確測(cè)出自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻成分，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，可在更高層次上揭示自然風(fēng)的特性對(duì)于提高抗風(fēng)減災(zāi)能力和風(fēng)資源的合理利用有重大意義。
聲波（超聲波） 是機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播過程其傳播速度必然受媒質(zhì)自身運(yùn)動(dòng)的影響若在風(fēng)場中沿X 方向平行放置兩對(duì)超聲換能器， T 1， T 2 為發(fā)射， R 1， R 2 為接收， 它們相距為L，如圖所示。
超聲風(fēng)速儀原理及設(shè)計(jì)方案
1 基于時(shí)間差法超聲波風(fēng)速儀的設(shè)計(jì)
利用超聲波測(cè)量風(fēng)速可采用時(shí)間差法、相位差法和頻率差法等幾類方法。其中，相位差法與測(cè)試環(huán)境溫度有關(guān)；頻率差法穩(wěn)定性較差；時(shí)間差法與測(cè)試環(huán)境溫度、濕度均無關(guān)且相對(duì)較穩(wěn)定，同時(shí)，時(shí)間（時(shí)間差）也是人類至今為止測(cè)試精度最高的物理參量，因此。目前人們普遍采用時(shí)間差法來設(shè)計(jì)、研制風(fēng)速測(cè)試儀。該項(xiàng)目采用時(shí)間差法設(shè)計(jì)并研制超聲波風(fēng)速測(cè)速儀。
2 時(shí)間差法超聲波風(fēng)速儀工作原理
基于時(shí)間差方法超聲波風(fēng)速測(cè)速儀設(shè)計(jì)方案如圖1所示。信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)出一次觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)x軸線上一對(duì)超聲波探頭中的一個(gè)，使其發(fā)射頻率為f的超聲波脈沖串，該脈沖串經(jīng)頂部反射面反射后（如圖2），由該方向的另一超聲波探頭接收，接收超聲波信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由接收機(jī)記錄超聲波傳輸時(shí)間t1x；
圖2 超聲波束傳輸路徑
然后，信號(hào)控制系統(tǒng)再發(fā)出一次觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)x軸線上一對(duì)超聲波探頭中的另一個(gè)，而第一次作為發(fā)射源的超聲波探頭作為接收器，重復(fù)上述步驟，記錄超聲波傳輸時(shí)間t2x；依據(jù)兩次測(cè)量情況下超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間差（t2x- t1x），計(jì)算風(fēng)的x向速率vx；
圖1 基于時(shí)間差法風(fēng)速測(cè)速儀設(shè)計(jì)方案
同理，信號(hào)控制系統(tǒng)分別沿y方向順風(fēng)、逆風(fēng)各發(fā)射一次超聲波脈沖串，通過時(shí)間差（t2y- t1y）計(jì)算風(fēng)的y向速率vy；按矢量合成法則，可計(jì)算得到風(fēng)速的速率以及風(fēng)速方向；最后將計(jì)算結(jié)果傳入顯示系統(tǒng)顯示。