超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器又名超聲波風(fēng)速風(fēng)向計(jì)、超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，是一款基于超聲波原理研發(fā)的風(fēng)速風(fēng)向測量儀器，具有精度高和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，能夠幫助我們采集數(shù)據(jù)，如礦井中，森林的氣象監(jiān)控中都需要用到超聲波風(fēng)速傳感器。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器（RS-CFSFX-N01-1）的工作原理是利用超聲波在空氣中傳播速度受空氣流動(dòng)(風(fēng))的影響來測量風(fēng)速，是超聲波檢測技術(shù)在氣體介質(zhì)中的一種應(yīng)用。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(diǎn)在于整個(gè)測風(fēng)系統(tǒng)沒有任何機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，屬于無慣性測量，故能準(zhǔn)確測量出自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻成分。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器使用四個(gè)超聲波探頭在二維平面內(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(shí)差來測量風(fēng)速和風(fēng)向。
此外，還有一種利用超聲旋換能器來獲取風(fēng)速的超聲波風(fēng)速傳感器。在風(fēng)速傳感器與換能器之間設(shè)置一個(gè)阻擋體，當(dāng)流動(dòng)的空氣經(jīng)過阻擋體時(shí)，在其下方產(chǎn)生兩列內(nèi)旋相互交替的旋渦。利用超聲波換能器來發(fā)送和接收信號(hào)，再配以硬件處理器芯片為控制器，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的檢測，顯示和遠(yuǎn)端傳輸?shù)裙δ堋?/span>
由于旋渦對超聲波的阻擋作用，超聲波換能器將會(huì)收到強(qiáng)度隨旋渦頻率變化的超聲波，當(dāng)旋渦沒有阻擋超聲波時(shí)，接收到的超聲波強(qiáng)度最大;當(dāng)旋渦正好阻擋超聲波時(shí)，接收到的超聲波強(qiáng)度最小。超聲波換能器將接收到的頻率信號(hào)送入頻率/電壓轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成電壓，二者成線性正比關(guān)系，即電壓和風(fēng)速成線性正比關(guān)系。
超聲波風(fēng)速傳感器主要有超聲波信號(hào)發(fā)射/接收模塊、頻率/電壓轉(zhuǎn)換模塊、各輸出模塊、看門狗模塊、紅外遙控模塊和液晶顯示模塊等組成。通過信號(hào)發(fā)送模塊給超聲波換能器1提供激勵(lì)，發(fā)射超聲波信號(hào)，超聲波換能器將會(huì)收到強(qiáng)度隨旋渦頻率變化的超聲波信號(hào)并且將信號(hào)送入頻率/電壓轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓后，送入單片機(jī)進(jìn)行A/D采樣，最終經(jīng)過單片機(jī)處理。
超聲波風(fēng)速傳感器包括軟件，硬件，以及算法的設(shè)計(jì)。硬件包括超聲波信號(hào)發(fā)送模塊、信號(hào)采集與處理模塊、超聲波風(fēng)速傳感器的輸出與外圍模塊等，軟件軟件方面主要是實(shí)現(xiàn)以上各硬件模塊驅(qū)動(dòng)程的編寫。算法采用擬合算法有線性最小二乘擬合，最鄰近差值和等條差值等算法等。
RS-CFSFX-N01-1超聲波風(fēng)速傳感器外殼采用優(yōu)質(zhì) ABS 材質(zhì)，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)場校準(zhǔn)，無啟動(dòng)風(fēng)速限制，零風(fēng)速工作，無角度限制，360°全方位，可同時(shí)獲得風(fēng)速、風(fēng)向的數(shù)據(jù)；采用隨機(jī)誤差識(shí)別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；廣泛適用于氣象、海洋、環(huán)境、機(jī)場、港口、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域的風(fēng)速與風(fēng)向測量。
