在平靜的空氣中,聲波的傳播速度被在風(fēng)方向上的空氣流動(dòng)所改變。如果風(fēng)向和聲波的傳播方向相同,就會(huì)提高聲波的傳播速度,反之則會(huì)減小聲波的速度。在一個(gè)固定的測(cè)量路徑中,在不同的風(fēng)速和風(fēng)向上疊加而成的聲波傳播速度會(huì)導(dǎo)致不同的聲波傳播時(shí)間。超聲波風(fēng)速儀原理是測(cè)量超聲波脈沖在兩個(gè)探頭之間傳播的時(shí)間來計(jì)算空氣移動(dòng)的速度,也就是風(fēng)速。
超聲波風(fēng)速儀最早于1950年代被開發(fā)出來,是一款利用超聲波在空氣中傳播時(shí)間差來測(cè)量風(fēng)速、風(fēng)向的測(cè)量?jī)x器。具有重量輕、沒有任何移動(dòng)部件、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn),而且不需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),能同時(shí)輸出風(fēng)速和風(fēng)向。它的發(fā)射和接收器件*封裝在上部的密閉器件里,發(fā)射器和接收器之間通過底部平面的反射來進(jìn)行超聲波的傳遞。通過計(jì)算氣流對(duì)超聲波發(fā)射和接收的影響來計(jì)算風(fēng)速。
考慮到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性,使用超聲波風(fēng)速儀需要注意以下一些問題。
1、為了提高測(cè)風(fēng)儀器測(cè)量結(jié)果的區(qū)城代表性,考慮到地形和障礙物對(duì)風(fēng)速測(cè)定影響,一般要求測(cè)風(fēng)儀需安裝在開闊地、10m高處,即測(cè)風(fēng)儀器與障礙物的距離必須至少10倍于障礙物高出測(cè)風(fēng)儀器的高度。
2、為了提高側(cè)風(fēng)儀暴利量結(jié)果的時(shí)間代表性,對(duì)一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行平均。
3、為了使側(cè)風(fēng)儀理測(cè)量結(jié)果具有比較性,必須使用統(tǒng)一規(guī)定型號(hào)的測(cè)試儀器。
4、選擇測(cè)風(fēng)儀器時(shí)必須考慮到側(cè)風(fēng)儀器的機(jī)械構(gòu)造特性和空氣動(dòng)力學(xué)特性。機(jī)械構(gòu)造方面的特性,指準(zhǔn)確度、靈敏度、分辨率、啟動(dòng)風(fēng)速、量程范圍等??諝鈩?dòng)力學(xué)特性,指阻尼比、時(shí)間常數(shù)、距離常量、慣性等。