常用测风仪器介绍

测风仪器的类型丰富多样，常见的有机械式测风仪、超声波风速风向仪以及激光雷达。

机械式测风仪由风速传感器和风向传感器构成。其中，风速传感器采用三杯旋转架结构，为了降低启动风速，风杯采用轻质塑制材料，并以锥形轴承支撑。当风吹动旋转架时，轴上固定的齿状叶片会在光电开关的光路中不断切割光束，将风速线性地变换成光电开关的输出脉冲频率，再经计数器采样计数与换算，便能得出实际风速值。风向传感器则以风向标的机械结构，通过风向箭头的转动来探测、感受外界风向信息，并传递给同轴码盘，进而输出对应风向的相关数值。常见的风向传感器依据工作原理可分为电磁式、光电式和电阻式三类。

超声波风速风向仪基于超声波时差法原理工作。仪器内部设有多组超声波发射器和接收器，在相对的位置两两成对。工作时，超声波在空气中传播，顺风时传播速度加快，逆风时传播速度减慢。通过测量超声波在两个相对方向传播的时间差，结合固定的发射接收距离，利用公式即可计算出风速。而风向的测定，则是通过多个方向的超声波传播时间差综合计算得出。由于其没有机械转动部件，不存在磨损问题，具备响应速度快、测量精度高、免维护等特点，能在恶劣环境下稳定运行。

激光雷达运用多普勒频移原理推导风速和风向。它先将激光信号或声波信号按照固定的波长和频率发射到空中，当激光信号接触到随风运动的气溶胶，或声波信号遇到不均一温度场后，信号会发生散射并返回被设备接收，返回信号与发射信号之间产生的频率差就是多普勒频移。由于信号往返的频率差与气流速度存在特定的函数关系，由此可以推导出气流沿激光或声波束的径向移动速度。在实际测风过程中，激光雷达会同时发射多束信号源，先将每个径向速度水平和垂直分解成分量，最后把所有水平分量合成带有风向的水平风速矢量，所有垂直分量合成垂直风速矢量，以此实现对风速风向的精准测量。

推荐阅读：全自动手持式气象站厂家推荐