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AIRMAR超聲波氣象站的工作原理基于超聲波在空氣中的傳播特性，通過測量超聲波信號的傳播時間差來推算風速、風向等氣象參數，同時結合溫度補償技術提升測量精度，具體可分為以下核心步驟：
1. 超聲波信號發射與接收：時間差法(TOF)
探頭布局：設備通常配備4個超聲波探頭，呈正交排列(兩組，每組兩個探頭相對放置)。
信號傳輸：一個探頭發射高頻超聲波(頻率>20kHz，人耳不可聞)，信號通過空氣傳播至對面探頭。
時間差測量：
無風環境：超聲波在兩個探頭間的傳播時間相同。
有風環境：風速會影響超聲波傳播速度：
順風時：聲波速度 = 聲速 + 風速，傳播時間縮短。
逆風時：聲波速度 = 聲速 - 風速，傳播時間延長。
通過測量順風與逆風的時間差，結合聲速(受溫度影響)，可計算出風速和風向。
2. 溫度補償技術：聲速與溫度的關聯
聲速公式：聲速(V)與溫度(T)的關系為：
V = 331.4 + 0.6 × T(m/s)
(例如：20℃時，聲速約為343.4 m/s)
補償機制：設備內置溫度傳感器，實時測量環境溫度，通過上述公式修正聲速，消除溫度對風速測量的干擾，確保精度。
3. 多參數集成與數據處理
傳感器融合：除風速、風向外，設備還可集成溫度、濕度、氣壓、光學雨量等傳感器，實現六要素一體式監測。
微處理器計算：內部微處理器接收探頭數據，通過算法計算合成風速、風向，并輸出溫度、濕度等參數，保障數據的高精度與實時性。
4. 動態補償技術(針對船舶等移動場景)
問題背景：傳統超聲波風速儀在船舶搖擺或車輛顛簸時，因迎風角變化導致測量誤差。
AIRMAR解決方案：
多變量非線性擬合算法：通過模擬搖擺平臺實驗，分析不同角度、速度下的風向風速數據，建立動態誤差補償模型。
三軸加速度計與固態羅盤：內置三軸加速度計(俯仰和滾動精度高)和三軸固態羅盤(靜態精度優于1°，動態精度2°)，實時修正設備姿態對測量的影響，實現動態環境下的高精度測量。
5. 核心優勢總結
無機械磨損：固態設計避免機械故障，壽命更長。
高精度：可檢測0.01m/s的微小風速變化，適用于低風速環境(如溫室、果園)。
全要素監測：集成風速、風向、溫度、濕度、氣壓、雨量等參數，滿足多樣化需求。
動態適應性強：通過補償算法和姿態傳感器，在船舶、車載等場景中保持測量準確性。
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