聲源體發(fā)生振動引發(fā)它周圍的空氣產(chǎn)生交替地壓縮與膨脹,并逐漸向外傳播,從而形成聲波,它的單位為赫茲(Hz)。一般來說,人類耳所能聽見的聲波頻率大約在20-20000Hz,我們將低于20Hz的聲波,叫做次聲波,超過20000Hz的聲波,叫做超聲波。
超聲波頻率高且功率大,其能量比一般聲波大得多,而且其波長短,衍射不嚴(yán)重,具有良好的定向性,所以在工業(yè)與醫(yī)學(xué)上被廣泛應(yīng)用,如我們熟知的超聲波洗牙,如在工廠中利用超聲波進行切削、焊接、鉆孔等,今天我們來說一說在氣象監(jiān)測中超聲波如何監(jiān)測風(fēng)速風(fēng)向的。
用發(fā)送超聲波脈沖,測量接收端的時間或頻率(多普勒變換)差別來計算風(fēng)速和風(fēng)向的測量儀器我們稱之為超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器,它是超聲波檢測技術(shù)在氣體介質(zhì)中的一種應(yīng)用。聲音在空氣中的傳播速度,會和風(fēng)向上的氣流速度疊加;若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同,它的速度會加快;反之,若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反,它的速度會變慢。因此,在固定的檢測條件下,超聲波在空氣中傳播測量的低離散誤差,使輸出更平穩(wěn);四是設(shè)備不需要現(xiàn)場校準(zhǔn)和維護。
仁科超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器在設(shè)備頂部配置了四個方向朝下的超聲波探頭,它們能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波,以超聲波在空氣中傳播的時差通過內(nèi)置的微處理器來計算出測量風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)值,通過集中器將數(shù)據(jù)以4G/GPRS的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心或云平臺,供用戶查看。
超聲波風(fēng)速變送器是一種較為先進的測量風(fēng)速風(fēng)向的儀器,它很好地克服了機械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器的缺陷,被應(yīng)用越來越多的行業(yè)中用于氣象中監(jiān)測風(fēng)速風(fēng)向。