超聲波風速風向儀是利用發(fā)送聲波脈沖，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測量傳感器或測量儀器。

　　根據(jù)產(chǎn)品的大小、使用習慣或者具體應用環(huán)境，叫超聲波風速傳感器或者超聲波風速儀，也叫超聲波風速計或者超聲波風力計

　　聲風速儀工作原理

　　超聲測風是超聲波檢測技術在氣體介質(zhì)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(guī)的風杯或旋翼式風速儀相比這種測量方法的最大特點在于整個測風系統(tǒng)沒有任何機械轉(zhuǎn)動部件，屬于無慣性測量，故能準確測出自然風中陣風脈動的高頻成分，結(jié)合現(xiàn)代計算機技術，可在更高層次上揭示自然風的特性對于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(zhì)中的傳播過程其傳播速度必然受媒質(zhì)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(fā)射， R 1， R 2 為接收， 它們相距為L，如圖所示。

　　超聲風速儀原理及設計方案

　　1 基于時間差法超聲波風速儀的設計

　　利用超聲波測量風速可采用時間差法、相位差法和頻率差法等幾類方法。其中，相位差法與測試環(huán)境溫度有關；頻率差法穩(wěn)定性較差；時間差法與測試環(huán)境溫度、濕度均無關且相對較穩(wěn)定，同時，時間（時間差）也是人類至今為止測試精度最高的物理參量，因此。目前人們普遍采用時間差法來設計、研制風速測試儀。該項目采用時間差法設計并研制超聲波風速測速儀。

　　2 時間差法超聲波風速儀工作原理

　　基于時間差方法超聲波風速測速儀設計方案如圖1所示。信號控制系統(tǒng)發(fā)出一次觸發(fā)信號觸發(fā)x軸線上一對超聲波探頭中的一個，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，接收超聲波信號經(jīng)放大器放大后，由接收機記錄超聲波傳輸時間t1x；

　　圖2 超聲波束傳輸路徑

　　然后，信號控制系統(tǒng)再發(fā)出一次觸發(fā)信號觸發(fā)x軸線上一對超聲波探頭中的另一個，而第一次作為發(fā)射源的超聲波探頭作為接收器，重復上述步驟，記錄超聲波傳輸時間t2x；依據(jù)兩次測量情況下超聲波傳輸?shù)臅r間差（t2x- t1x），計算風的x向速率vx；

　　圖1 基于時間差法風速測速儀設計方案

　　同理，信號控制系統(tǒng)分別沿y方向順風、逆風各發(fā)射一次超聲波脈沖串，通過時間差（t2y- t1y）計算風的y向速率vy；按矢量合成法則，可計算得到風速的速率以及風速方向；最后將計算結(jié)果傳入顯示系統(tǒng)顯示。