[发明专利]一种风速风向的测量方法

摘要

本发明涉及一种风速风向的测量方法，包括以下步骤：首先，设置两对相互垂直且处于同一个平面内的具有收发功能的超声波换能器，并在两对超声波换能器上方设置一个超声波反射板；其次，分别测量获取各换能器对中两个换能器接收到来自对方通过超声波反射板发送的超声波的传播时间；接着，依据测量的超声波传播时间，以及对应的超声波换能器对中相对的两个换能器的间距，得出相应的超声波传播速度；最后，根据相应的超声波传播速度，算出通过其中的风速风向。本发明测量风速风向不受环境影响，测量精度高，系统成本低。

主权项

一种风速风向的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置两对相互垂直且处于同一个平面内的具有收发功能的超声波换能器，设其中一对超声波换能器连成的直线为X 轴，另一对超声波换能器连成的直线为Y 轴，并在两对超声波换能器上方设置一个超声波反射板；S2：分别测量获取X轴换能器对中其中一个换能器通过超声波反射板向另一个换能器发送超声波的传播时间t_x1和另一个换能器通过超声波反射板向其中一个换能器发送超声波的传播时间t_x2，以及Y轴换能器对中其中一个换能器通过超声波反射板向另一个换能器发送超声波的传播时间t_y1，另一个换能器通过超声波反射板向其中一个换能器发送超声波的传播时间t_y2，具体方法为：采用一串有相移的脉冲波激励超声波发射换能器，在超声波接收换能器端，对接收到的波形进行整形，并寻找到整形后的波形脉冲有相移的时间点，整形后的和发射的波形对应的相移点的时间差则为超声波换能器接收到来自对方的超声波传播时间；S3：依据测量的超声波传播时间t_x1、t_x2、t_y1、t_y2，以及对应的超声波换能器对中相对的两个换能器的间距，得出相应的超声波传播速度V_x1、V_x2、V_y1、V_y2；S4：通过超声波传播速度V_x1、V_x2、V_y1、V_y2，算出通过的风速、风向分别为：风速:V=（（（V_x2‑V_x1）×cosβ)²+（（V_y2‑V_y1）×cosβ)²)^1/2风向：ψ=θ+φ=arctan（（V_x2‑ V_x1）/（V_y2‑V_y1））+ φ其中，θ为风向ψ与X坐标轴的夹角，φ为X，Y坐标系与地球坐标系的夹角，β为超声波换能器发射方向与X，Y坐标系的夹角。