一、概述
传统风杯式风速风向传感器依靠机械转动部件，在沙尘、结冰、强腐蚀的野外场景容易卡滞、磨损，维护工作量大。全金属超声波风速风向传感器采用时差法超声测风，无任何转动零件，整机金属外壳防护等级高，抗冰雪、抗风沙，使用寿命更长。 设备可以同时输出风速、风向、声温等气象参数，支持标准 RS485 Modbus‑RTU 协议，能够和雨量计、土壤水分传感器、GNSS 位移监测仪等设备接入同一套采集总线，广泛应用于自动气象站、输电线路微气象监测、矿山边坡、风电场、库区气象、地质灾害多要素监测站点。
二、时差法超声测风基本原理
传感器腔体内部布置多组超声波换能器，成对收发超声波信号，核心原理是超声波在空气中顺风、逆风传播的时间差反演风速风向。
- 一对换能器交替发射、接收超声脉冲；无风状态下，双向传播时间相等；
- 有风时，气流会叠加在超声波传播速度上：顺风向传播时间变短，逆风向传播时间变长；
- 主控芯片采集双向传播时差，结合声速温度补偿模型，计算该方向上的气流分量；
- 通过两组正交方向（通常 X、Y 方向）的风速分量矢量合成，得到合成风速、风向角度； \(\begin{cases} V_x = f(\Delta t_1)\\ V_y = f(\Delta t_2)\\ 风速=\sqrt{V_x^2+V_y^2}\\ 风向=\arctan2(V_x,V_y) \end{cases}\)
重点：空气中声速本身受空气温度影响，算法内部必须加入温度补偿，消除气温变化带来的测量漂移；金属外壳的优势是结构强度高，适合高寒、多沙尘、输电线路强电磁环境。 局限：暴雨、浓雾、强沙尘会对超声信号造成衰减，需要软件增加信号质量判断，标记无效数据。
三、RS485 Modbus-RTU 数据采集说明
工业金属款超声波风速风向传感器普遍采用 RS485 总线，Modbus‑RTU 协议，默认通讯参数：波特率 9600，8N1，CRC16 校验。