現(xiàn)代氣象監(jiān)測站大都向全天無人值守的方向發(fā)展。設(shè)立自動氣象監(jiān)測站急需精度更高、免維護(hù)的自動監(jiān)測儀器，其中就包括滿足這一條件的風(fēng)速風(fēng)向儀。傳統(tǒng)機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀具有轉(zhuǎn)動部件和易發(fā)生磨損等特點(diǎn)。機(jī)械結(jié)構(gòu)會被惡劣天氣破壞。沙塵，鹽霧還能腐蝕它。同時機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀因摩擦也有啟動風(fēng)速。在啟動值以下風(fēng)速會無法帶動螺旋槳或風(fēng)杯轉(zhuǎn)動。所以對起動風(fēng)速以下的微風(fēng)就不能用機(jī)械式風(fēng)速儀進(jìn)行測定了。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯式風(fēng)速風(fēng)向儀固有的不足，出現(xiàn)了一種新的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。超聲波風(fēng)速測量技術(shù)在測量儀器中不需要任何活動機(jī)械部件而代之以多個超聲波傳感器。理論可測風(fēng)速范圍的下限是0，無啟動風(fēng)速；風(fēng)速上限可隨傳感器間距的變化而變化。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量的核心是超聲波通過空氣的傳播時間，稱為飛渡時間，超聲波由一個探針傳輸?shù)搅硗庖粋€探針?biāo)玫臅r間與風(fēng)速和超聲通路相關(guān)。順風(fēng)會導(dǎo)致超聲信號的傳播時間增加，而逆風(fēng)則會導(dǎo)致其減小。若風(fēng)速等于零則信號雙向發(fā)送時間相等。

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