福州大禹電子科技有限公司
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閱讀：57發(fā)布時(shí)間：2025-12-19
超聲波風(fēng)速儀的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會(huì)和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會(huì)加快;反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，那么它的速度會(huì)變慢。所以，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對(duì)應(yīng)。 通過(guò)計(jì)算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時(shí)，它的速度受溫度的影響很大;風(fēng)速傳感器檢測(cè)兩個(gè)通道上的兩個(gè)相反方向，因此溫度對(duì)聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)。
可為何風(fēng)速達(dá)到50米/秒或者更高風(fēng)速，超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀就沒(méi)有信號(hào)了。
經(jīng)過(guò)分析有以下幾種情況：
1. 多普勒效應(yīng)造成的頻率偏差：超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的換能器中心頻率在200KHz，無(wú)風(fēng)情況下一個(gè)換能器發(fā)射，另一個(gè)換能器接收到的也是200Khz，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到50米/秒的時(shí)候，因?yàn)槎嗥绽招?yīng)，接收換能器接收到的信號(hào)頻率偏離200Khz比較遠(yuǎn)，造成接收換能器接收到超過(guò)換能器中心帶寬范圍的信號(hào)。
2.靈敏度的變化：在無(wú)風(fēng)條件下，200Khz頻率的風(fēng)速風(fēng)向儀換能器DYA-200-01D用12V、16V和24V電壓驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)換能器之間距離5cm、10cm的位置，一個(gè)發(fā)射一個(gè)接收，風(fēng)速越大，風(fēng)壓越小，超聲波在傳輸過(guò)程中衰減就越厲害，接收端接收到的信號(hào)就越小。達(dá)到50米/秒的風(fēng)速下，接收換能器接收到的信號(hào)只有微伏級(jí)別了，所以測(cè)量不到風(fēng)速了。
3.發(fā)射角度偏移：以DYA-200-01D風(fēng)速風(fēng)向儀換能器為例，(波束寬度)半功率角@-3dB:10°±2，銳度角:23°±4。風(fēng)速越大，發(fā)射換能器的角度偏移越大，達(dá)到一定大的風(fēng)速后，造成接收換能器不在銳度角范圍內(nèi)，從而測(cè)量不到風(fēng)速。這個(gè)因素對(duì)大風(fēng)速測(cè)量是最小的。
大禹電子產(chǎn)品主要四大類：工控儀表、工業(yè)傳感器、海洋設(shè)備、超聲波換能器。產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景：超聲波測(cè)距，監(jiān)測(cè)水位/流速/流量/泥位/水深等，水下通信/定位/避障。
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