工作原理

　　时差法：仪器内部的多个超声波传感器向不同方向发射超声波脉冲，这些脉冲在空气中传播时会受到风速和风向的影响，导致传播时间发生变化。通过测量超声波在顺风和逆风中传播的时间差，结合已知的超声波在静止空气中的传播速度以及传感器之间的距离等参数，就可以计算出风速和风向的大小和方向。例如，当风沿着某一方向吹时，超声波在顺风方向传播的速度会加快，传播时间缩短；而在逆风方向传播速度则减慢，传播时间延长，通过测量这种时间差异来确定风速和风向.

　　多普勒效应法：当超声波束遇到运动的气流时，会发生多普勒效应，即反射回来的超声波信号频率会发生变化。接收器接收到反射波后，测量其频率的变化，并根据多普勒效应的原理，由于声波频率与气流速度呈线性关系，进而可以计算出风速。同时，通过比较不同方向上接收器接收到的频率变化信号，可以确定风向的角度.

　　结构特点

　　无移动部件：采用全金属材质，没有任何机械转动部件，如传统风速仪中的风车或螺旋桨等。这不仅使仪器更加坚固耐用，减少了因机械磨损而导致的故障和误差，还能适应各种恶劣环境，无需频繁维护.

　　支撑杆结构：部分三维超声波风速风向仪采用独特的两根支撑杆结构设计，相比三根支撑杆结构，大大减小了风阻的影响，从而提升了测量的精度.

　　紧凑轻便：一般具有体积小、重量轻的特点，如一些型号的重量仅 1.5kg 左右，且外观结构设计合理，便于携带和安装，可适应不同的安装场所和使用需求.

　　防护性能好：外壳通常采用不锈钢或经过特殊表面处理的铝合金等材料，具有较高的抗腐蚀性与抗风沙性，能够在恶劣的气象条件下长期稳定工作，其密封防护等级可达 IP65、IP66 甚至 IP67 级等，可有效防止灰尘、水分等进入仪器内部，确保仪器的正常运行.

　　技术参数

　　风速测量：测量范围一般为 0-50m/s 或 0-70m/s 等，分辨率可达到 0.01m/s 或 0.1m/s，精度在不同的测量范围有所不同，如 0-10m/s 范围内精度可达 ±0.2m/s，大于 10m/s 时精度为 ±2% 左右.

　　风向测量：测量范围通常为 0-360°，分辨率为 0.1°，精度一般为 ±2° 或 ±3°.

　　工作环境：工作温度范围较宽，如 - 50℃～+85℃，储存温度也能达到 - 50℃～+85℃，可适应各种极端天气条件，工作湿度范围一般为 0-，海拔高度通常为 0-4000m，能在不同的地理环境和气候条件下正常使用.

　　电源及输出：供电电源多为 9-36V 直流电，具有功耗低的特点，平均功耗一般在 2W 左右。信号输出方式多样，常见的有 RS485/RS232/4-20mA/GPRS 等，可根据不同的使用需求和设备兼容性选择合适的输出方式，通讯波特率一般为 9600bps 或 2400-57600bps 可设置，且多采用标准 modbus 协议等，方便与其他设备进行数据传输和集成.

　　功能特点

　　三维测量：可同时测量水平和垂直方向的风向以及 X/Y/Z 轴风速，即 U、V、W 矢量输出，能够提供更加全面和准确的风场信息，对于气象研究、风力发电、航空航天等领域的复杂风况监测具有重要意义.

　　全天候工作：不受暴雨、冰雪、霜冻等恶劣天气的影响，可在各种环境下全天候、长时间地正常运行，为各领域的气象监测提供可靠的数据支持.

　　实时监测：能够快速响应风速和风向的变化，实时提供准确的测量数据，这对于需要及时掌握风况变化的应用场景，如气象灾害预警、航空机场的飞行安全保障等至关重要.

　　技术参数 供电电压 DC 9-24V信号输出 RS485通讯协议 标准MODBUS协议波特率 9600 bps平均功耗 2W工作温度 -40-80℃工作湿度 0-RH防护等级 IP66监测要素 合成风速、水平风向、垂直风向、X/Y/Z轴矢量风速

　　要素 量程 精度 分辨率合成风速 0～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/s水平风向 0～359° ±3° 1°垂直风向 -90～90° ±3° 1°X轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/sY轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/sZ轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/s

　　工作原理 三对超声波换能器的距离固定，控制换能器收发电路实现多对换能器依次发出超声波和接收超声波，测量超声波在顺风和逆风中的飞行时间，通过风速与飞行时间的关系得到3个方向上的风速分量，由矢量合成原理得出总的风速值。根据水平面内的风速分量求出水平风向，垂直风速分量求出垂直风向。