核心工作原理

1. 超聲式三維風(fēng)速計(jì)

   這是目前工業(yè)和科研領(lǐng)域zui常用的類型。其核心原理是利用超聲波在氣流中傳播的速度差計(jì)算風(fēng)速：

• 傳感器內(nèi)置多對(duì)（通常 3 對(duì)及以上）超聲波發(fā)射 / 接收探頭，分別對(duì)應(yīng) X、Y、Z 三個(gè)正交方向。

• 發(fā)射探頭發(fā)出固定頻率的超聲波，接收探頭測(cè)量傳播時(shí)間；順流時(shí)傳播時(shí)間短，逆流時(shí)傳播時(shí)間長(zhǎng)。

• 通過(guò)計(jì)算不同方向的傳播時(shí)間差，結(jié)合探頭間距，即可解算出三個(gè)方向的風(fēng)速分量，再通過(guò)矢量合成得到三維風(fēng)速的大小和方向。

• 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件、響應(yīng)速度快（毫秒級(jí)）、測(cè)量范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)；缺點(diǎn)：受溫度、濕度影響，需實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

2. 熱線 / 熱膜式三維風(fēng)速計(jì)

   基于熱耗散原理工作，多用于實(shí)驗(yàn)室流場(chǎng)精細(xì)測(cè)量：

• 傳感器核心是一根加熱的金屬絲（熱線）或金屬膜（熱膜），置于氣流中時(shí)，氣流會(huì)帶走熱量，導(dǎo)致熱線溫度下降。

• 三維探頭集成三組相互正交的熱線 / 熱膜，分別對(duì)應(yīng)三個(gè)方向；通過(guò)檢測(cè)不同方向熱線的熱耗散速率，換算出對(duì)應(yīng)風(fēng)速分量。

• 優(yōu)點(diǎn)：空間分辨率ji高（可測(cè)量微米級(jí)流場(chǎng)）、響應(yīng)速度極快；缺點(diǎn)：易受污染、量程較小，適合潔凈環(huán)境的科研測(cè)量。

3. 機(jī)械旋翼式三維風(fēng)速計(jì)

   傳統(tǒng)機(jī)械風(fēng)速計(jì)的升級(jí)款，通過(guò)多個(gè)旋翼組合測(cè)量三維風(fēng)速：

• 通常由 3 個(gè)正交安裝的旋翼傳感器組成，每個(gè)旋翼對(duì)應(yīng)一個(gè)方向的風(fēng)速測(cè)量。

• 旋翼轉(zhuǎn)速與對(duì)應(yīng)方向風(fēng)速成正比，通過(guò)編碼器采集轉(zhuǎn)速，換算為風(fēng)速分量。

• 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、耐惡劣環(huán)境；缺點(diǎn)：響應(yīng)慢、機(jī)械磨損大，精度較低，適用于對(duì)精度要求不高的戶外場(chǎng)景。