超聲波風(fēng)速儀及其產(chǎn)品形式的基本原理

超聲波風(fēng)速儀是在1950年代首先研制的。其基本原理是通過測量兩探頭間超聲波脈沖的傳播時(shí)間，從而計(jì)算出空氣移動(dòng)速度即風(fēng)速。空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)超聲波在兩探頭間的傳播時(shí)間延長或縮短。超聲波作用于空氣中猶如水中的魚兒一樣，水流的方向、順?biāo)鬟€是逆水流，都會(huì)對(duì)魚兒的行進(jìn)速度產(chǎn)生影響。它具有1個(gè)超聲波發(fā)射探頭和3個(gè)超聲波接收探頭。這樣，就可以測量在二維平面上3個(gè)方向上的風(fēng)速。從平面幾何原理看，計(jì)算風(fēng)速與方向時(shí)，只要有兩種不同取向的風(fēng)速即可。但是為提高計(jì)算精度與穩(wěn)定性，一般都提供冗余結(jié)構(gòu)。

這種構(gòu)造，能在三維空間中提供風(fēng)速、風(fēng)向測量，其原理無本質(zhì)區(qū)別，是各方向向量的綜合。但在許多情況下，以上兩種結(jié)構(gòu)都因其構(gòu)造的特性而存在著一定的問題。例如超聲波風(fēng)速儀最主要的特征之一是防結(jié)冰，但以上結(jié)構(gòu)還存在加熱上的不足，極端條件下仍可能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。

為擴(kuò)大使用場合和適應(yīng)更加苛刻環(huán)境，研制了一種新型超聲波風(fēng)速儀，該風(fēng)速儀無外露探頭，整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，可制作體積小，加熱方便。其發(fā)射與接收器件全部封裝于上密閉器件中，發(fā)射器與接收器在底部平面上反射實(shí)現(xiàn)超聲波傳輸。計(jì)算氣流在超聲波發(fā)射與接收中的作用，從而計(jì)算出風(fēng)速。上面，介紹了超聲波風(fēng)速儀及其產(chǎn)品形式的基本原理。

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