[发明专利]一种超声波风速风向测量方法

摘要

本发明公开了一种超声波风速风向测量方法，该方法首先建立十字交叉的超声波风速测量装置，然后采集换能器发射信号和相对应换能器接收信号的时间数据，基于风速和角度补偿计算正交路径超声波测风仪的风速和风向，缩小风速和风向测量值和实际值的误差。本发明解决超声波测风仪换能器阴影效应带来误差使风速风向测量精度降低的问题，极大的提高测量数据的精确性。

主权项

1.一种超声波风速风向测量方法，其特征在于：所述方法基于风速和角度补偿计算正交路径超声波测风仪的风速和风向，包括如下步骤：(1)设置超声波风速测量装置并记录数据，所述超声波风速测量装置包括两条互相垂直的路径，数据包括从东南西北四个方向超声波换能器发射时相对超声波换能器接收到信号的时间，分别记为t_x，t_‑y，t_‑x，t_y；(2)根据超声波风速测量装置建立数学坐标系：设东西方向为x坐标轴方向，东为x轴正；南北方向为y坐标轴方向，南为y轴正，风速为V，风向角定义为与x轴夹角为θ；(3)根据时差法计算风速，其风速的计算表达式如下：式中，U为时差法计算得到风速，L为相对两超声波换能器之间的距离；(4)时差法计算风向角θ_s，其风向角的计算公式如下：(5)计算补偿后的风向角θ，计算表达式如下：其中，φ＝‑0.1560θ³+0.7406θ²‑1.1284θ+0.5381(6)计算补偿后的风速V，其表达式如下：式中，风向角θ为补偿后的风向角，为路径风速补偿角。