風速風向作為重要的氣象要素之一，尤其在航海、應(yīng)急式車載自動氣象站等的建設(shè)中都需要移動式風速風向測量系統(tǒng)；另外，在環(huán)境檢測、工業(yè)風道檢測以及危險性氣體的測量等工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中都對移動式測風儀器有著廣泛的應(yīng)用需要。

在氣象監(jiān)測中常用的風速風向監(jiān)測儀有箭頭式風向變送器、三杯式風速變送器以及超聲波風速風向變送器。

旋翼式風向變送器和三杯式風速變送器都采用機械式結(jié)構(gòu)設(shè)計，存在轉(zhuǎn)動部件，監(jiān)測前需要低風速啟動，若風速低于啟動值將不能驅(qū)動螺旋槳或者風杯進行旋轉(zhuǎn)，就不能進行監(jiān)測；而且因其存在活動的部件，容易產(chǎn)生磨損，并受到惡劣天氣的損害。

同時，由于摩擦的存在，機械式風速風向儀還存在啟動風速，低于啟動值的風速將不能驅(qū)動螺旋槳或者風杯進行旋轉(zhuǎn)。因此對于低于啟動風速的微風，機械式風速儀將無法測量。為克服傳統(tǒng)風杯式風速風向儀的固有缺點，新型超聲波風速風向儀應(yīng)運而生。

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。

超聲波風速風向傳感器工作原理

超聲波風速傳感器的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風速風向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應(yīng)。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計。

超聲波風速傳感器它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅固耐用的特點， 而且不需維護和現(xiàn)場校準，能同時輸出風速和風向。客戶可根據(jù)需要選擇風速單位、 輸出頻率及輸出格式。也可根據(jù)需要選擇加熱裝置（在冰冷環(huán)境下推薦使用）或模擬輸出。可以與電腦、數(shù)據(jù)采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設(shè)備連用。如果需要，也可以多臺組成一個網(wǎng)絡(luò)進行使用。

超聲波風速風向儀是一種較為先進的測量風速風向的儀器。 由于它很好地克服了機械式風速風向儀固有的缺陷， 因而能全天候地、長久地正常工作，越來越廣泛地得到使用。它將是機械式風速儀的強有力替代品。

超聲波風速傳感器特點：

超聲波風速風向變送器與傳統(tǒng)的機械式風速風向變送器相比，具有以下四大優(yōu)點：一無慣性測量，無啟動風速限制零風速工作，360°全方位無角度限制，能夠同時獲得風速和風向數(shù)值；二采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體無移動部件，外殼采用工程塑料材質(zhì)，磨損小，使用壽命長；三是采用隨機誤差識別技術(shù)，大風下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；四是設(shè)備不需要現(xiàn)場校準和維護。

仁科超聲波風速風向變送器在設(shè)備頂部配置了四個方向朝下的超聲波探頭，它們能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，以超聲波在空氣中傳播的時差通過內(nèi)置的微處理器來計算出測量風速和風向的數(shù)值，通過集中器將數(shù)據(jù)以4G/GPRS的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心或云平臺，供用戶查看。

應(yīng)用范圍廣泛：

氣象、海洋、環(huán)境、機場、港口、實驗室、工農(nóng)業(yè)及交通等方面。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，由于超聲波風速風向傳感器能很好地克服了機械式風速風向儀固有的缺陷， 因而能全天候地、長久地正常工作，越來越廣泛地得到使用。未來，它將是機械式風速儀的強有力替代品。