大风速下超声波风速风向仪为啥测量不到风速了

      市场上常见的超声波风速风向仪都是用180～220Khz的超声波换能器的，测量风速范围是40米/秒以内。

      杭州安布雷拉有客户在做风洞实验的时候发现，风速达到50米/秒或者更高风速，超声波风速风向仪就没有信号了。后来买了市面上其他公司的风速风向仪，虽然标称是最大测量到60米/秒，但是进行风洞测试，也发现了同样问题。所以就来咨询杭州安布雷拉自动化科技有限公司的换能器工程师。

图1 带顶盖的蘑菇头式风速风向仪  

      经过分析有以下几种情况：

      1.多普勒效应造成的频率偏差：超声波风速风向仪的换能器中心频率在200KHz，无风情况下一个换能器发射，另一个换能器接收到的也是200Khz，当风速达到50米/秒的时候，因为多普勒效应，接收换能器接收到的信号频率偏离200Khz比较远，造成接收换能器接收到超过换能器中心带宽范围的信号。

      杭州安布雷拉生产的200Khz超声波风速风向仪换能器的带宽如下：

      中心频率为200Khz，3db带宽是30Khz，也就是185～215KHz。6db带宽是40Khz，也就是180～220KHz。当风速达到50米/秒，接收换能器接收到的频率已经超过这个带宽范围。

      2.灵敏度的变化：在无风条件下，200Khz频率的风速风向仪换能器DYA-200-01D用12V、16V和24V电压驱动，两个换能器之间距离5cm、10cm的位置，一个发射一个接收，接收端接收到没有经过放大的信号幅值如下：

表1 不同发射电压下接收端接收到的信号强度  

      风速越大，风压越小，超声波在传输过程中衰减就越厉害，接收端接收到的信号就越小。达到50米/秒的风速下，接收换能器接收到的信号只有微伏级别了，所以测量不到风速了。

      3.发射角度偏移：以DYA-200-01D风速风向仪换能器为例，(波束宽度)半功率角@-3dB:10°±2，锐度角:23°±4。风速越大，发射换能器的角度偏移越大，达到一定大的风速后，造成接收换能器不在锐度角范围内，从而测量不到风速。这个因素对大风速测量是最小的。

      杭州安布雷拉——超声波多风速风向仪换能器生产厂家，一直秉诚为客户提供好产品和好服务方案为宗旨，如果你对以上超声波多风速风向仪换能器感兴趣或者有疑问，请点击联系我们的在线客服QQ：2403408812，24小时服务热线：0571-28892372。安布雷拉——你全程贴心的采购顾问。

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