基于互射式三阵元超声波传感器的风矢量测量

为解决现有的超声波测风仪存在的测量精度不高、受环境温湿度及阴影效应等因素影响较大等问题，提出基于互射式三阵元超声波传感器阵列结构的风矢量测量方法。设计的测风结构由3个收发一体式超声波传感器组成，根据三阵元系统结构特性结合时差法建立风矢量测量模型，消除温湿度及阴影效应对风矢量测量的影响，运用基于相关法的时延估计方法并结合快速傅里叶变换进行传播时间估计，减少算法的计算复杂度。最后，进行模拟仿真实验验证所提算法的有效性，并通过搭建的互射式三阵元超声波测风系统进行实测数据验证。在实测环境下风速测量的相对误差为2.75%、风向测量的误差为2.5°，基本达到测风领域的技术要求。