在今天的環(huán)境下，資源短缺、和環(huán)境惡化已經(jīng)成為全國(guó)各地非常突出的問(wèn)題。如何合理開(kāi)發(fā)和利用可再生能源已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。風(fēng)能作為一種無(wú)污染的可再生能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域中一個(gè)成熟且有前景的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，風(fēng)速風(fēng)向傳感器和超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器也得到廣泛應(yīng)用。
1、風(fēng)速風(fēng)向傳感器的應(yīng)用
風(fēng)速和風(fēng)向傳感器廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)能，稱(chēng)為風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)增速器加快轉(zhuǎn)速，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。
雖然風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程極其環(huán)保，但風(fēng)力發(fā)電缺乏穩(wěn)定性，使得風(fēng)力發(fā)電的成本高于其他能源。因此，為了更好地控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電，需要準(zhǔn)確及時(shí)地測(cè)量風(fēng)向和風(fēng)速，從而對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制。此外，風(fēng)電場(chǎng)的選址還需要提前預(yù)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向，以提供合理的分析依據(jù)。因此，在風(fēng)力發(fā)電中，利用風(fēng)速和風(fēng)向傳感器準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)力參數(shù)非常重要。
2、風(fēng)速和風(fēng)向傳感器的原理
（1）機(jī)械風(fēng)速和風(fēng)向傳感器
機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器因其機(jī)械轉(zhuǎn)軸分為風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器：
風(fēng)速傳感器
機(jī)械結(jié)構(gòu)的風(fēng)速傳感器是一種可以連續(xù)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)量(風(fēng)量=風(fēng)速截面積)的傳感器。比較常見(jiàn)的風(fēng)速傳感器是風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，最早是英國(guó)的羅賓遜發(fā)明的。測(cè)量部分由三個(gè)或四個(gè)半球形的空氣杯組成，空氣杯沿一個(gè)方向等角度垂直于地面安裝在旋轉(zhuǎn)支架上。
風(fēng)向傳感器
風(fēng)向傳感器隨著風(fēng)向箭頭的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)、，并傳送到同軸碼盤(pán)，同時(shí)輸出與風(fēng)向?qū)?yīng)的物理器件；其主體采用風(fēng)向標(biāo)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)吹向風(fēng)向標(biāo)的尾翼時(shí)，風(fēng)向標(biāo)的箭頭會(huì)指向風(fēng)吹的方向。為了保持對(duì)方向的靈敏度，使用不同的內(nèi)部機(jī)制來(lái)識(shí)別風(fēng)速傳感器的方向。
（2）、超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器超聲波的工作原理是利用超聲波時(shí)差法測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。因?yàn)槁曇粼诳諝庵械膫鞑ニ俣龋瑫?huì)與風(fēng)中的氣流速度疊加。如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，其速度會(huì)加快；反之，如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相反，其速度就會(huì)變慢。因此，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以對(duì)應(yīng)于風(fēng)速函數(shù)。通過(guò)計(jì)算可以得到準(zhǔn)確的風(fēng)速和風(fēng)向。因?yàn)槁暡ㄔ诳諝庵袀鞑r(shí)速度受溫度影響很大；風(fēng)速傳感器在兩個(gè)通道上檢測(cè)兩個(gè)相反的方向，因此溫度對(duì)聲速的影響可以忽略不計(jì)。
風(fēng)速風(fēng)向傳感器作為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展不可或缺的一部分，直接影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性和發(fā)電效率，也直接影響風(fēng)電行業(yè)的利潤(rùn)、盈利能力、滿(mǎn)意度。目前大部分風(fēng)力發(fā)電站位于野外惡劣的自然環(huán)境中，溫度低、，粉塵重，所以系統(tǒng)的工作溫度和抗彎強(qiáng)度都非常嚴(yán)格?，F(xiàn)有的機(jī)械產(chǎn)品在這方面有些不足。因此，超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)可能具有廣闊的應(yīng)用前景。