等优点,被广泛应用于工农业生产中,包括气象监测、环境监测、风力发电、现代农业、桥梁隧道、船舶航海、航空机场、风扇制造业、需要抽风排气系统的行业等,随着技术的不断完善,它将有更为广阔的应用[1,2]。Р超声波信号在流动的气体、液体中传播时,部分特性参数会被调制,调制特性与流体的矢量流速呈确定的关系,通过测量调制特性就可以反过来推导出流体的流动速度和方向,如果已知流体流过的横截面面积,还可以得到流体的流量。超声风速风向仪正是利用这一原理设计出的用于测量空气流动速度和方向的仪器。Р1.1 超声技术Р声波是一定频率的振动在弹性介质中的传播,人耳能听到的声波的频率范围为 2OHz 到 2OKHz,低于 2OHz 的声波称为次声波,而高于 2OKHz 的声波则被称为超声波。超声波的传播速度要比电磁波低好几个数量级,波长很短,可以获得很好的距离分辨率和角度分辨率。同时,超声波还具有方向性好、穿透能力强、能量高、遇有界面时会产生反射折射和波型的转换等特点,被广泛应用于无损检测、医学诊断、军事、以及各种的检测设备和控制设备等[ ]。Р按照不同的标准,超声波有多种不同的分类方法,根据波阵面的形状可以分为:平面波、柱面波和球面波等;根据质点振动方向与声波传播方向的关系又可以分为:横波、纵波、表面波和板波等;根据超声信号强度分为探测超声和功率超声。Р1.2 超声风速风向仪的原理Р1.2.1 风速风向仪的几种实现方式Р风速风向仪是一种用来计量气体流动速度和方向的测量仪器,在人类生产、生活的众多领域中都有大量应用需求,随着技术不断发展,出现了多种不同的测量方法。目前,最常用的风速测量仪表有机械杯状风速计、激光多普勒风速计[4]、单摆式风速计[5]、压差式风速计、热式风速计[6,7]、MEMS 测风传感器[8,9]和超声波风速计等。Р杯状风速计是最为古老,也是应用最广泛的一种风速测试方法。这种方法技Р1
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