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公司地址:山東省濰坊市高新區(qū)光電路155號(hào)光電產(chǎn)業(yè)加速器(一期)

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更新時(shí)間:2025-11-22 文章來(lái)源:光合有效輻射傳感器 作者:雷達(dá)液位計(jì)
風(fēng),是地球大氣層中最基本也是最活躍的氣象要素之一。自古以來(lái),人類就需要觀測(cè)風(fēng)——從帆船航海、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到天氣預(yù)報(bào)和航空飛行,風(fēng)的信息都很重要。
最初,我們依靠機(jī)械式風(fēng)速儀和風(fēng)向標(biāo)(即常見的風(fēng)杯和風(fēng)向標(biāo))來(lái)測(cè)量風(fēng)。這些設(shè)備簡(jiǎn)單直觀,但也存在明顯的局限性:存在機(jī)械摩擦和慣性,微風(fēng)難以啟動(dòng),響應(yīng)風(fēng)速變化有延遲;極端天氣(如臺(tái)風(fēng)、冰凍)下,機(jī)械部件容易損壞或凍結(jié)卡死;軸承等活動(dòng)部件會(huì)磨損,需要定期維護(hù)和校準(zhǔn)。
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,市面上出現(xiàn)了一種完全摒棄機(jī)械結(jié)構(gòu),利用聲波原理進(jìn)行測(cè)量,完美克服傳統(tǒng)設(shè)備缺點(diǎn)的測(cè)風(fēng)儀器——超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。
原理是測(cè)量超聲波脈沖在兩個(gè)傳感器之間順風(fēng)傳播和逆風(fēng)傳播的時(shí)間差。
打個(gè)比方,兩個(gè)人在一條河里劃船。順流而下時(shí),船速(船速+水速)會(huì)變快,用時(shí)更短。逆流而上時(shí),船速(船速-水速)會(huì)變慢,用時(shí)更長(zhǎng)。
這里的“水流”就是風(fēng),“船”就是超聲波信號(hào),“船速”是聲波在靜止空氣中的速度。
儀器有2到4個(gè)超聲波換能器(既能發(fā)射也能接收超聲波的探頭),成對(duì)布置。一個(gè)典型的三探頭設(shè)計(jì)即可精確測(cè)量水平面的風(fēng)速和風(fēng)向。
一對(duì)換能器(例如A和B)之間,儀器會(huì)先后發(fā)射兩次超聲波脈沖:
第一次從A發(fā)向B(順風(fēng)或逆風(fēng))。
第二次從B發(fā)向A(方向相反)。
測(cè)量?jī)纱蚊}沖的“飛行時(shí)間”。
由于風(fēng)的存在,兩個(gè)方向的時(shí)間會(huì)不同。這個(gè)時(shí)間差(ΔT)與沿著這條路徑的風(fēng)速分量成正比。
通過(guò)測(cè)量多對(duì)換能器(例如在X軸和Y軸方向各有一對(duì))路徑上的時(shí)間差,就可以計(jì)算出二維的水平風(fēng)速矢量,即風(fēng)速大小和風(fēng)向。
更先進(jìn)的三維模型還可以測(cè)量垂直方向的風(fēng)速,用于科研等特定領(lǐng)域。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀可搭配自動(dòng)氣象站,用于橋梁、隧道、高大建筑(如起重機(jī))、化工廠的安全風(fēng)速監(jiān)控,或者風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)資源評(píng)估、風(fēng)機(jī)性能監(jiān)控與優(yōu)化。

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