風速儀是用于測量空氣流動速度的儀器，其核心工作邏輯是將空氣動能轉化為可檢測的物理信號（機械運動或電信號），不同類型的風速儀基于不同物理原理設計，應用場景也各有側重。

一、 常見風速儀的工作原理

杯式風速儀（經典通用）這是氣象站 常見的風速儀類型，由 3 個或 4 個半球形風杯組成，風杯固定在旋轉支架上。

• 原理：氣流推動風杯旋轉，風速與風杯的旋轉角速度成正比。儀器內部的傳感器（如光電編碼器、霍爾傳感器）會將旋轉信號轉化為電脈沖，再通過計算脈沖頻率得出實時風速。

• 特點：結構堅固、抗干擾能力強，適合戶外全天候測量，但對低風速的響應靈敏度較低。

葉輪式風速儀外形類似小型風扇，由一組葉片組成可旋轉的葉輪。

原理：氣流吹過葉片帶動葉輪轉動，葉輪轉速與風速呈線性關系。通過內部的齒輪或電磁感應裝置，將機械轉速轉化為電信號進行測算。

特點：體積小巧、靈敏度高，適合測量低風速環境，比如室內通風、管道內氣流速度檢測。

熱線式風速儀屬于精密型風速測量設備，核心部件是一根通電的細金屬絲（“熱線"）或熱敏電阻。

原理：基于熱耗散效應—— 熱線通電后會維持一定溫度，當氣流吹過熱線時，會帶走熱量導致熱線溫度下降、電阻值變化。通過測量電阻變化量，就能推算出風速（散熱速率與風速正相關）。

特點：響應速度極快，能捕捉湍流等瞬時風速變化，常用于實驗室流體力學研究、航空航天風洞測試。

超聲波風速儀無機械運動部件的新型風速儀，由多組超聲波發射和接收探頭構成。

原理：利用超聲波在空氣中的傳播速度受風速影響的特性。探頭兩兩相對，分別發射和接收超聲波，測量順風和逆風時的傳播時間差，通過算法計算出風速和風向。

特點：無磨損、精度高、可測三維風速，適合惡劣環境（如臺風、高溫、高濕），廣泛用于風電、海洋氣象監測。

壓差式風速儀基于伯努利原理設計，常用于管道內風速測量。

原理：通過皮托管等裝置，分別測量氣流的總壓（全壓）和靜壓，兩者的壓差與風速的平方成正比，換算后即可得到風速值。

特點：測量結果穩定，適合密閉空間的精準風速檢測，比如空調風管、工業管道的風量監測。

二、 風速儀的典型應用案例

氣象與環境監測

氣象臺站用杯式 / 超聲波風速儀，持續監測近地面風速、風向，為天氣預報、臺風預警、沙塵暴監測提供數據支撐。

環保部門結合風速數據，分析污染物擴散速度和范圍，評估大氣污染治理效果。

風力發電行業

風電場選址階段：用超聲波風速儀長期監測候選區域的風速分布、年平均風速，判斷是否具備發電價值。

機組運行階段：實時測量風機輪轂高度的風速，自動調節風機葉片角度，實現最大功率捕獲，同時在風速超標時啟動停機保護。

工業生產與暖通空調（HVAC）

風機制造：用葉輪式風速儀測試風機的風量、風壓性能，驗證產品是否符合設計標準。

礦井通風：監測井下巷道的風速，確保風量充足，稀釋瓦斯等有害氣體濃度，保障礦工安全。

商場 / 寫字樓 HVAC 系統：用壓差式或葉輪式風速儀檢測風管出風口風速，調節通風量，維持室內舒適的溫度和空氣質量。

交通與航空領域

機場：在跑道周邊布置風速儀，測量側風、陣風風速，為飛機起降提供安全決策依據，避免因強側風導致事故。

高速公路 / 高鐵：監測路段橫風風速，當風速超過閾值時，向管控中心發送預警，限制車輛行駛速度，防止側翻。

無人機飛行：飛行前用便攜式風速儀測量環境風速，確保飛行安全；農業植保無人機則根據風速調整飛行高度和速度，避免農藥漂移。

科研與實驗室

風洞實驗：用熱線式風速儀測量模型周圍的氣流速度分布，研究飛行器、汽車、橋梁等物體的空氣動力學特性。

建筑工程：在高層建筑施工階段，測量高空風速，指導塔吊、腳手架等設備的安全作業。