超聲波技術(shù)在氣象監(jiān)測中的應(yīng)用
超聲波是一種機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播過程，其頻率一般在20kHz以上。
超聲波具有機(jī)械作用、空化作用、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，目前已在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等多種行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。
今天我們主要說一說超聲波技術(shù)在氣象監(jiān)測中的應(yīng)用。在氣象監(jiān)測中，超聲波主要被應(yīng)用到對風(fēng)速風(fēng)向的采集中。
一般情況下，聲波在靜止空氣中的傳播速度是溫度、氣壓之間的函數(shù)，要想精確測定空氣中聲波的速度是很困難的。在實(shí)際應(yīng)用中，超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器就是基于超聲波原理，利用發(fā)送的聲波脈沖，通過測量接收端的時(shí)間差計(jì)算出風(fēng)速和風(fēng)向，并對接風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。
1、與傳統(tǒng)的風(fēng)杯、翼狀等機(jī)械式的風(fēng)速風(fēng)向傳感器相比，超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器具有以下3大優(yōu)勢：
（1）傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器使用的是軸承傳動，機(jī)械惰性和磨損較大，需要經(jīng)常派人維護(hù)；但超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器采用全部固件結(jié)構(gòu)，整個測風(fēng)系統(tǒng)沒有任何機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，將機(jī)械損耗減到最小，不需維護(hù)和現(xiàn)場校準(zhǔn)，滿足長時(shí)間野外觀測的需要。
（2）相較于傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器，超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器在應(yīng)對惡劣的氣候環(huán)境下的使用性能有很大的提高，比如在降雨的情況下，傳統(tǒng)機(jī)械式傳感器由于雨水的作用，使轉(zhuǎn)動阻力增大，會使測量值明顯偏小。
（3）傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器需要一定的風(fēng)速才能啟動工作，而超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器是通過同時(shí)測量兩個方向上聲波傳遞的時(shí)間來消去聲速，同時(shí)獲得風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)，無啟動風(fēng)速限制，零風(fēng)速工作，屬于無慣性測量。
2、我司生產(chǎn)的建大仁科超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器除具有以上三大優(yōu)勢外，還具有以下4個特點(diǎn)：
（1）采用隨機(jī)誤差識別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)。
（2）內(nèi)置電子指南針等方向識別設(shè)備，安裝時(shí)無方向要求，水平安裝即可。
（3）無角度限制可360°全方位采集風(fēng)速風(fēng)向，能準(zhǔn)確測量出自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動的高頻成分。
（4）產(chǎn)品整體使用工程塑料外殼，重量輕攜帶輕便，安裝、拆卸容易。
在氣象監(jiān)測中，超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器不受場所的限制，可應(yīng)用在森林、草原、海上、平原等任何環(huán)境中24小時(shí)全天候風(fēng)速風(fēng)向測量，并采用4G通訊方式將采集的所有數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程氣象監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測，遠(yuǎn)程風(fēng)速風(fēng)向?qū)崟r(shí)查看。
