AIRMAR超聲波氣象站的工作原理基于超聲波在空氣中的傳播特性，通過測量超聲波信號的傳播時間差來推算風速、風向等氣象參數(shù)，同時結合溫度補償技術提升測量精度，具體可分為以下核心步驟：
 

　　1. 超聲波信號發(fā)射與接收：時間差法(TOF)
 

　　探頭布局：設備通常配備4個超聲波探頭，呈正交排列(兩組，每組兩個探頭相對放置)。
 

　　信號傳輸：一個探頭發(fā)射高頻超聲波(頻率>20kHz，人耳不可聞)，信號通過空氣傳播至對面探頭。
 

　　時間差測量：
 

　　無風環(huán)境：超聲波在兩個探頭間的傳播時間相同。
 

　　有風環(huán)境：風速會影響超聲波傳播速度：
 

　　順風時：聲波速度 = 聲速 + 風速，傳播時間縮短。
 

　　逆風時：聲波速度 = 聲速 - 風速，傳播時間延長。
 

　　通過測量順風與逆風的時間差，結合聲速(受溫度影響)，可計算出風速和風向。
 

　　2. 溫度補償技術：聲速與溫度的關聯(lián)
 

　　聲速公式：聲速(V)與溫度(T)的關系為：
 

　　V = 331.4 + 0.6 × T(m/s)
 

　　(例如：20℃時，聲速約為343.4 m/s)
 

　　補償機制：設備內置溫度傳感器，實時測量環(huán)境溫度，通過上述公式修正聲速，消除溫度對風速測量的干擾，確保精度。
 

　　3. 多參數(shù)集成與數(shù)據(jù)處理
 

　　傳感器融合：除風速、風向外，設備還可集成溫度、濕度、氣壓、光學雨量等傳感器，實現(xiàn)六要素一體式監(jiān)測。
 

　　微處理器計算：內部微處理器接收探頭數(shù)據(jù)，通過算法計算合成風速、風向，并輸出溫度、濕度等參數(shù)，保障數(shù)據(jù)的高精度與實時性。
 

　　4. 動態(tài)補償技術(針對船舶等移動場景)
 

　　問題背景：傳統(tǒng)超聲波風速儀在船舶搖擺或車輛顛簸時，因迎風角變化導致測量誤差。
 

　　AIRMAR解決方案：
 

　　多變量非線性擬合算法：通過模擬搖擺平臺實驗，分析不同角度、速度下的風向風速數(shù)據(jù)，建立動態(tài)誤差補償模型。
 

　　三軸加速度計與固態(tài)羅盤：內置三軸加速度計(俯仰和滾動精度高)和三軸固態(tài)羅盤(靜態(tài)精度優(yōu)于1°，動態(tài)精度2°)，實時修正設備姿態(tài)對測量的影響，實現(xiàn)動態(tài)環(huán)境下的高精度測量。
 

　　5. 核心優(yōu)勢總結
 

　　無機械磨損：固態(tài)設計避免機械故障，壽命更長。
 

　　高精度：可檢測0.01m/s的微小風速變化，適用于低風速環(huán)境(如溫室、果園)。
 

　　全要素監(jiān)測：集成風速、風向、溫度、濕度、氣壓、雨量等參數(shù)，滿足多樣化需求。
 

　　動態(tài)適應性強：通過補償算法和姿態(tài)傳感器，在船舶、車載等場景中保持測量準確性。