超聲波風速儀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。
可為何風速達到50米/秒或者更高風速，超聲波風速風向儀就沒有信號了。
經(jīng)過分析有以下幾種情況：
1. 多普勒效應(yīng)造成的頻率偏差：超聲波風速風向儀的換能器中心頻率在200KHz，無風情況下一個換能器發(fā)射，另一個換能器接收到的也是200Khz，當風速達到50米/秒的時候，因為多普勒效應(yīng)，接收換能器接收到的信號頻率偏離200Khz比較遠，造成接收換能器接收到超過換能器中心帶寬范圍的信號。
2.靈敏度的變化：在無風條件下，200Khz頻率的風速風向儀換能器DYA-200-01D用12V、16V和24V電壓驅(qū)動，兩個換能器之間距離5cm、10cm的位置，一個發(fā)射一個接收，風速越大，風壓越小，超聲波在傳輸過程中衰減就越厲害，接收端接收到的信號就越小。達到50米/秒的風速下，接收換能器接收到的信號只有微伏級別了，所以測量不到風速了。
3.發(fā)射角度偏移：以DYA-200-01D風速風向儀換能器為例，(波束寬度)半功率角@-3dB:10°±2，銳度角:23°±4。風速越大，發(fā)射換能器的角度偏移越大，達到一定大的風速后，造成接收換能器不在銳度角范圍內(nèi)，從而測量不到風速。這個因素對大風速測量是最小的。
