．一文帶你看懂超音波風速感測器

FT Technologies - Ultrasonic wind sensors

來源：ISweek工采网

超音波風速感測器是一種全數位化信號檢測儀器，可以通過超音波，在空氣中傳播的時間來計算風速，被廣泛用於礦井，森林，氣象監控等多個領域中。今天小編就來簡單介紹一下超音波風速感測器。

超音波風速感測器，主要是利用超音波時差法，來實現風速的測量，聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。若超音波的傳播方向與風向相同，它的速度會加快;反之，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超音波在空氣中傳播的速度，可以和風速函數對應，透過計算即可得到精確的風速和風向。

經過壓差改變原理

在活動方向上設置一個固定的障礙物(孔板、噴嘴等)，這樣依據流速不同便會發作一個壓差。經過丈量壓差，能夠轉換成流速的丈量。

熱量搬運原理

依據卡曼渦街理論(見圖一)，在無限界流場中，筆直刺進一根無限長的非線性阻力體(即旋渦發作體C，風速感測器的探頭橫桿)，當風流流經旋渦發作體C時，在漩渦發作體邊緣下流側，會發作兩排交替的、內旋的旋渦列(即氣流旋渦)，而旋渦的發作頻率f正比於流速V，用公式表明如下：f=StV/d；

有以上公式我們還可以得出以下結論：當在風速感測器與換能器之間，設置一個阻擋體，當流動的空氣經過阻擋體時，在其下方產生兩列內旋相互交替的旋渦。由於旋渦對超音波的阻擋作用，超音波換能器將會收到，強度隨旋渦頻率變化的超音波，當旋渦沒有阻擋超音波時，接收到的超音波強度最大；當旋渦正好阻擋超音波時，接收到的超音波強度最小。

超音波換能器將接收到的頻率信號，送入頻率/電壓轉換模組，轉換成電壓，二者成線性正比關係，即電壓和風速成線性正比關係。因此超音波風速感測器，就是使用超音波旋渦調制的原理，來測定旋渦頻率的。

綜上所述可見超音波風速感測器在很多地方，給人們帶來的不僅是數據，更是安全地保障，而傳統的方法對風速、風量的測量，往往存在精確度不高，成本太高，穩定性較差等問題。

技術人員引薦的法國LCJ Capteurs 超音波風速感測器——CV7-OEM是最新、最精確的堅固型風速感測器，可透過緊湊的風感測器，實現較高的準確度和連續的風速風向數據收集。無需維護，能夠在最極限條件下，達到最高標準操作水準，此外關於聲音方面，聲音則是在交叉口由流動的物體傳輸。

傳輸是是由電子聲學感測器(1)用超音波信號(2)在他們之間通信，沿著正交軸， 由風速(3)引起音波傳輸時間不同。法國LCJ Capteurs 超音波風速感測器 - CV7-OEM，則是在他們之間通信傳輸 4 種不同的測試，然而測試得到的食量頭部風用於計算。結合測量計算出風速和根據基軸計算出風向。溫度測量則是用於校準。感測器的設計減小傾角的影響(4)（感測器傾角的影響能被部分校正，是由於感測器空間的形狀） 。

另一方面CV7 還可以傳輸了4 個獨立的測試數據，以保證檢查用於頭風矢量計算的正確性，這個方法給出了 0.15m/S的風速靈敏度，卓越的線性度，可達到 40m/S。可廣泛應用於國防和航空航太氣象領域，比如無人機、地面發射及回收站、配套氣象站等。

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