風(fēng)矢量是重要的氣象要素之一，現(xiàn)代氣象和環(huán)境監(jiān)測正朝著全天后無人值守的模式發(fā)展。建立自動(dòng)氣象監(jiān)測站，迫切需要精度高，免維護(hù)的自動(dòng)監(jiān)測儀器。而超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀由于不存在轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不需特別維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，可以充分適應(yīng)現(xiàn)代化的需求。

　　傳統(tǒng)的風(fēng)速風(fēng)向儀有一定的優(yōu)點(diǎn)，比如：價(jià)格低、結(jié)構(gòu)簡單、有完善的理論依據(jù)和測量算法。但是由于機(jī)械式風(fēng)速儀存在轉(zhuǎn)動(dòng)部件，容易產(chǎn)生磨損，易受冰凍、雨雪的干擾，空氣中的酸性物質(zhì)也會(huì)對(duì)其造成腐蝕，使旋轉(zhuǎn)受阻。

　　超聲波測速儀相對(duì)于其他幾種測試儀成本低、工藝較為簡單、體積小，易于生產(chǎn)、加工、安裝和使用。

　　三種超聲波測速法

　　超聲波式測風(fēng)速主要有時(shí)差法、頻差法、相位差法和相關(guān)法等測量方法。

　　時(shí)差法

　　時(shí)差法最為常見，其原理為：在平靜空氣中，聲波的傳播速度會(huì)被在風(fēng)方向的空氣流動(dòng)所改變。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同，就會(huì)增大聲波的傳播速度，反之則會(huì)減小聲波的速度。

　　在超聲波在空氣中傳播時(shí)，順風(fēng)與逆風(fēng)方向傳播存在一個(gè)速度差，當(dāng)傳播固定距離時(shí)，此速度差反映一個(gè)時(shí)間差，這個(gè)時(shí)間差與待測風(fēng)速具有線性關(guān)系。因此，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器是以固定頻率順序發(fā)射超聲波，測量兩個(gè)方向上超聲波的到達(dá)時(shí)間，由此得到順風(fēng)的傳播速度和逆風(fēng)的傳播速度，經(jīng)過處理換算即得到風(fēng)速值。

　　頻差法

　　頻差法是循環(huán)多次的直接法此法的精度是直接時(shí)差法的循環(huán)次數(shù)倍適用于中、小口徑管道優(yōu)點(diǎn)是精度高、受溫度影響較小缺點(diǎn)是受環(huán)境影響大工作不穩(wěn)定。

　　相位差法

　　相位差法是將風(fēng)速通過時(shí)間差轉(zhuǎn)換為相位進(jìn)行測量。