摘要：本文主要探究了超声波测风系统的软硬件设计内容,并通过风洞标定试验对本系统的应用效果进行了验证。该系统的主控单元采用低功耗、高性能的MSP430F5528单片机,使用TDC1000收发一体超声波换能器,获取顺风和逆风下超声波信号的飞行时间,并通过时差法求得风速。试验结果表明,本系统的风速测量结果与风洞实际风速十分接近,误差在0.04 m/s~0.08 m/s,超声波测风精度较高,达到了设计预期。

摘要：针对当前超声波测风阵列体积大传输路径短,测量精度低的问题,设计了4个收发一体的超声波换能器,按方形排列,探头垂直朝下放置,超声波信号通过在测风区域之间多次反射完成测风,相比于一次反射超声波测风阵列体积缩小20%。基于所建模型,提出自适应测风算法以减弱阴影效应对测风精度的影响。利用SpaceClaim Design Modeler软件建立了测风阵列以及风洞模型,通过Fluent Meshing进行网格划分,使用Fluent软件改变模拟风洞内的风速和风向,验证了所设计的小型超声波测风阵列和自适应权重测风算法在减弱阴影效应提高测量精度的优越性。实验结果表明,自适应权重测风算法相比于传统测风算法的测速精度提高了12.44%,测角精度提高了10.40%。

摘要：在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。

摘要：设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。

摘要：针对目前风速传感器启动风速高、设计方案复杂、无法准确测量巷道整个断面平均风速的问题,基于超声波对射式测风原理,设计了以STM32为核心的矿用对射式风速风向传感器,介绍了传感器总体结构、收发电路设计、滤波算法及软件流程。该传感器改变了以点带面的测风方式,通过大距离(5~12 m)超声测风技术测量巷道中线风速,以该风速代表整个巷道的平均风速,提高了巷道风速测量的准确性和实时性。依据设计方案研发了测试样机,在环形风洞中的测试结果表明,该传感器测量值与风速标准值在0.1~15 m/s内具有较好的一致性,测量误差小于0.1 m/s,能够满足智能化矿井对巷道风速测量精度的要求。

摘要：为解决超声波测风仪存在的抑制噪声能力不足、受环境温湿度等影响导致稳定性差等问题,提出一种基于二次相关算法的三阵元超声波测风方法。首先结合超声波测风原理设计了一种三阵元测风结构,该结构包含3个收发一体式超声波换能器;其次依据该系统结构给出一种基于二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度,并从理论上说明了所提测风方法不受超声波本身传播速度即环境温湿度对其的影响。最后通过模拟仿真实验和搭建的实际测量系统对所提方法进行了有效性验证。在实际测量中风速风向角的最大测量误差分别为2.0%和2.1°,基本达到了超声波风速风向测量的精度要求。

摘要：针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风向测量方法。首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。最后通过模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。实验结果表明,基于二次相关算法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为0.24 m/s和2.4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。

摘要：分析了在平面三角形阵列中利用超声波时差法测量风速风向的基本原理，设计了基于ARM和CPLD微处理器的无线风速仪。给出了以LPC1768和EPM240T100C5芯片为核心的超声波无线风速仪的设计实现方法。重点阐述了超声波驱动电路、信号调理电路、无线收发模块以及系统软件的设计。实验结果表明，该系统可以精确测量风速与风向，且工作可靠稳定。

摘要：分析了利用超声波时差法测量风速风向的基本原理,设计了基于ARM-Linux和CPLD微处理器的移动式风速仪。给出了以S3C6410和EPM570T100C5为处理核心的超声波风速仪的设计实现方法。重点阐述了超声波驱动电路、信号调理电路、Linux移植以及系统软件的设计。测试结果表明,该系统可以实现对风的精确测量,且工作稳定可靠。