在如今的大環(huán)境下，資源短缺、環(huán)境惡化已經(jīng)成為全國各地非常突出的一個問題，如何合理開發(fā)和利用可再生能源已經(jīng)成為了人們廣泛關(guān)注的熱點。風能作為一種無污染的可再生能源有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΓL力行業(yè)成為新能源領(lǐng)域中，具有成熟和發(fā)展前景的行業(yè)，同時風速風向傳感器以及超聲波風速風向傳感器也得到了廣泛的應(yīng)用。

一、風速風向傳感器的應(yīng)用

風速風向傳感器廣泛應(yīng)用于風力發(fā)電；風的動能轉(zhuǎn)變成機械動能，再把機械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風力發(fā)電。風力發(fā)電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。

雖然風力發(fā)電過程極為環(huán)保，但是風力發(fā)電穩(wěn)定性不足卻使得風能發(fā)電比其他能源發(fā)電的成本高，所以要想很好的控制風機發(fā)電，使之跟隨風的變化而獲取極限發(fā)電功率從而降低成本就必須準確及時地測出風向和風速,以便對風機進行相應(yīng)地控制；此外,風電場的選址也要求對風速風向有一個提前的預(yù)知以提供合理的分析依據(jù)。因此，使用風速風向傳感器準確測量風參數(shù)，在風力發(fā)電中是至關(guān)重要的。

二、風速風向傳感器的原理

1、機械式風速風向傳感器

機械式風速風向傳感器由于存在機械轉(zhuǎn)軸，因此分為風速傳感器和風向傳感器兩款設(shè)備：

風速傳感器

機械式結(jié)構(gòu)的風速傳感器是一種采用可以連續(xù)測量風速和風量（風量=風速×橫截面積）大小的傳感器。比較常見的風速傳感器是風杯式風速傳感器，該傳感器相傳是由英國魯濱孫發(fā)明的。測量部分是由三個或四個半球形的風杯組成，風杯順著一個方向，按均等角度安裝在垂直地面的旋轉(zhuǎn)支架上。

風向傳感器

風向傳感器以風向箭頭的轉(zhuǎn)動探測、感受外界的風向信息，并將其傳遞給同軸碼盤，同時輸出對應(yīng)風向相關(guān)數(shù)值的一種物理裝置；它主體采用風向標的機械結(jié)構(gòu)，當風吹向風向標的尾部的尾翼的時候，風向標的箭頭就會指風吹過來的方向。為了保持對于方向的敏感性，同時還采用不同的內(nèi)部機構(gòu)來給風速傳感器辨別方向。

2、超聲波風速風向傳感器

超聲波的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風速風向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應(yīng)。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計。

風速風向傳感器作為風電開發(fā)*的重要組成部分,直接影響著風機的可靠性和發(fā)電效率，同時也直接關(guān)系到風電行業(yè)的利潤、贏利能力、滿意度。目前，風電廠大多位于野外自然環(huán)境惡劣的地方，氣溫低、沙塵大的環(huán)境，對系統(tǒng)的工作溫度及抗折性要求很苛刻?，F(xiàn)有的機械式產(chǎn)品在這方面稍有欠缺。為此，超聲波風速風向傳感器在風電行業(yè)或有廣闊的應(yīng)用前景。