超声波风传感器是如何测量风速方向的

当空气移动时，超声波在两个探头之间的时间会变长或变短。超声波在空气里就像水里的鱼，水的流动方向，顺流而下或逆流而上，会影响鱼行进的速度。

上图是一个最常见的超声波风速仪，它有一个超声波发射探头，三个超声波接收探头。这样，就可以测量在二维平面上 3 个方向上的风速。

根据平面几何原理，要计算风速和方向，我们只需要两个不同方向上的风速就够用了。但为了提高计算的精度和稳定性，通常会提供一个冗余的测量值，就像上图的结构。

另外，上图的这个结构，可以提供三维空间上的风速和风向测量，它的原理并没有本质的区别，就是各个方向上的向量合成。

但是，在很多场合，由于结构上的特点，上述两个结构会出现一些问题。比如，超声波风速仪的一个重要特点就是防结冰，但是上述结构在加热方面还是会有一些欠缺，在极端情况下，仍然会发生结冰，比如，下图的情况：

为了扩展使用场合，适应更严苛的环境，如下图的结构被开发出来：

它没有裸露在外的探头，它整个结构更紧凑，可以做的更小，并且加热更容易。它的原理在传统基础上做了改进，如下图：

它的发射和接收器件完全封装在上部的密闭器件里，发射器和接收器之间通过底部平面的反射来进行超声波的传递。通过计算气流对超声波发射和接收的影响来计算风速。

以上，是超声波的基本工作原理和产品形式。