風(fēng)的力量遍及世界的各個角落，這種看似無形的自然力量，既是塑造地表環(huán)境的重要因素，也在很大程度上推動了人類文明的進(jìn)程。自古以來，人類對風(fēng)的探索從未停歇。早在氣象觀測技術(shù)尚未形成體系的古代，人類便通過觀察自然現(xiàn)象、發(fā)明簡易器械來測量風(fēng)：2000多年前的漢代，科學(xué)家張衡發(fā)明的“相風(fēng)鳥”，便是人類最早的“風(fēng)向標(biāo)”；唐宋時期，出現(xiàn)了“風(fēng)向旗”與“風(fēng)鐸”作為輔助測風(fēng)工具。

18世紀(jì)，歐洲人發(fā)明了機(jī)械風(fēng)杯式風(fēng)速儀，通過風(fēng)杯轉(zhuǎn)動的圈數(shù)計算風(fēng)速。步入現(xiàn)代，科學(xué)家在風(fēng)杯式風(fēng)速儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)明了機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器，能夠?qū)C(jī)械運動轉(zhuǎn)換為電信號以測量風(fēng)力參數(shù)，但其核心原理并未改變，因此固有的局限性仍舊存在。

1啟動閾值高

因風(fēng)杯軸承、風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)軸等部件存在摩擦力，傳感器需達(dá)到最低風(fēng)速才能啟動，無法有效測量低于此值的微風(fēng)，難以滿足農(nóng)業(yè)溫室通風(fēng)等需要精密微風(fēng)監(jiān)測的場景需求。

2運維成本高

易損部件多、環(huán)境適應(yīng)性差且維護(hù)頻繁，需要人工進(jìn)行高頻次的現(xiàn)場清潔、校準(zhǔn)和更換，運維成本高昂。

3使用壽命短

機(jī)械磨損不可避免，核心部件需長期轉(zhuǎn)動或活動，隨著使用時間增加，磨損間隙會逐漸擴(kuò)大，風(fēng)速測量精度逐漸下降，使用壽命遠(yuǎn)低于無機(jī)械部件的測風(fēng)設(shè)備。

這些局限性導(dǎo)致機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器僅能適用于常規(guī)（二維）氣象監(jiān)測，而在通量觀測、風(fēng)能高級評估及科學(xué)研究等領(lǐng)域則無法滿足要求。為此，我公司推出了基于超聲波原理的超聲波三維風(fēng)速風(fēng)向變送器。這款專業(yè)的測風(fēng)設(shè)備能夠提供完整的三維風(fēng)矢量信息，具備其他類型設(shè)備無法替代的獨特優(yōu)勢。

變送器是怎樣工作的?

三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器的工作原理建立在 “超聲波傳播速度受氣流影響” 的物理特性之上，與常規(guī)的風(fēng)杯或旋翼式風(fēng)速儀相比，這種測量方法的最大特點在于整個測風(fēng)系統(tǒng)沒有任何機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，屬于無慣性測量。

為實現(xiàn)三維空間的全面測量，設(shè)備采用三根支撐桿結(jié)構(gòu)，可以有效減少風(fēng)阻，使測試數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)；搭載六個超聲波探頭，這些探頭按特定結(jié)構(gòu)分布在三維平面內(nèi)，分別對應(yīng) X、Y、Z 三個空間坐標(biāo)軸方向，探頭在三維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，通過超聲波在空氣中傳播的時差來測量風(fēng)速和風(fēng)向。在測量風(fēng)速風(fēng)向的同時，設(shè)備還能通過精確計算超聲波傳播時間直接得到聲速值，并據(jù)此推導(dǎo)出聲溫數(shù)據(jù)，可廣泛應(yīng)用于氣象觀測、風(fēng)電運維、環(huán)境監(jiān)測等對數(shù)據(jù)精度和實時性要求極高的場景。

功能優(yōu)勢介紹

三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器具有多參數(shù)同步采集、全方位無死角監(jiān)測、使用壽命長、防護(hù)性強、操作簡單、安裝方便等優(yōu)勢，不僅大幅提高了監(jiān)測可靠性，也為相關(guān)領(lǐng)域提供了更為完整和科學(xué)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

多參數(shù)同步采集

在氣象研究、環(huán)境評估、工業(yè)生產(chǎn)等依賴大氣參數(shù)分析的領(lǐng)域，數(shù)據(jù)維度完整性直接決定了決策的科學(xué)性與有效性。

三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器能夠同步監(jiān)測三維空間內(nèi)X軸、Y軸、Z軸方向的風(fēng)速狀況及水平、垂直風(fēng)向，實現(xiàn)對氣流運動的立體化感知。這種全維度的測量方式不僅完整覆蓋空間中風(fēng)場的分布特征，還可實時追蹤氣流的動態(tài)變化過程。即使面對復(fù)雜多變的氣流，設(shè)備仍可快速響應(yīng)并穩(wěn)定輸出數(shù)據(jù)，為風(fēng)場研究、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)安全等需全面掌握氣流狀態(tài)的領(lǐng)域提供了堅實可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

除三維風(fēng)速與風(fēng)向外，三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器還能同步測量聲速及聲溫的瞬時數(shù)值。其中，聲速是超聲波傳播過程中的直接測量值，而聲溫則是根據(jù)聲速與空氣溫度的物理關(guān)系推導(dǎo)出的重要參數(shù)。同步測量聲速與聲溫拓展了設(shè)備的數(shù)據(jù)采集維度，從而構(gòu)建出一套更為完整的大氣參數(shù)測量體系。

無死角監(jiān)測，使用壽命長

三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器可實現(xiàn)無死角的全方位測量。傳統(tǒng)設(shè)備受制于機(jī)械慣性，有效測量范圍有限，在復(fù)雜多變的氣流中極易形成盲區(qū)；而三維超聲波變送器憑借其多探頭的三維布局與循環(huán)工作模式，能夠覆蓋整個三維空間，精準(zhǔn)捕捉來自任何方向的氣流信息，確保了數(shù)據(jù)的全面性與準(zhǔn)確性。

并且三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器不存在啟動風(fēng)速限制，即便處于零風(fēng)速環(huán)境中也能穩(wěn)定工作，精準(zhǔn)捕捉到微風(fēng)、靜風(fēng)等微弱氣流狀態(tài)下的大氣參數(shù)，有效避免了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備因存在啟動閾值而導(dǎo)致的低風(fēng)速數(shù)據(jù)缺失問題。

憑借在啟動風(fēng)速和測量角度上的雙重優(yōu)勢，設(shè)備顯著增強了對復(fù)雜氣流環(huán)境的適應(yīng)性，為精準(zhǔn)、可靠、連續(xù)的數(shù)據(jù)采集提供了關(guān)鍵保障。

防護(hù)性強

風(fēng)速監(jiān)測設(shè)備通常長期暴露于戶外，面臨雨水沖刷、紫外線照射、腐蝕性氣體侵蝕等多重挑戰(zhàn)。三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器采用全金屬外殼設(shè)計，具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)強度，能有效抵御外力沖擊，防止因碰撞或擠壓造成設(shè)備損壞，顯著增強了其環(huán)境適應(yīng)性，能夠穩(wěn)定應(yīng)對各種復(fù)雜惡劣的使用場景；其次，金屬外殼的表面經(jīng)過特殊的防腐蝕處理，可抵抗雨水、濕氣、鹽霧等腐蝕性物質(zhì)的侵蝕，避免生銹與老化，從而確保設(shè)備在潮濕、沿海或工業(yè)污染等強腐蝕性環(huán)境中也能長期穩(wěn)定運行。

操作簡單

三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器無移動部件，無需頻繁拆解維護(hù)；同時，設(shè)備可長期保持測量精度，無需工作人員攜帶專業(yè)設(shè)備到現(xiàn)場進(jìn)行二次校準(zhǔn)。這種 “免維護(hù)、免校準(zhǔn)” 的特性，讓設(shè)備在投入使用后可實現(xiàn)長期自主運行，極大減少了人力投入與時間成本，尤其適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、高海拔等不便頻繁往返的監(jiān)測場景。