五合一超聲波氣象傳感器（五要素）詳細介紹

一、產品概述

五合一超聲波氣象傳感器，行業(yè)也叫五要素氣象傳感器，在同一殼體內部集成溫度、相對濕度、大氣壓力檢測單元，一臺設備同時采集 5 項氣象參數(shù)，替代傳統(tǒng)多個獨立傳感器。

無機械轉動部件，沒有風杯、風向標，不存在軸承磨損、卡滯問題；支持全天候戶外安裝，體積緊湊，布線簡單，常配套小型氣象站、揚塵在線監(jiān)測、智慧工地、光伏、塔吊、隧道、園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，信號多為 RS485 Modbus-RTU 標準協(xié)議，可直接接入 PLC、采集儀、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。

五項測量參數(shù)：風速、風向、空氣溫度、相對濕度、大氣壓力

二、各參數(shù)測量原理

1. 風速 & 風向

兩對超聲波換能器，兩兩相對，交替發(fā)射、接收超聲波。無風時，超聲波雙向傳播時間相等；有風時，順風方向聲波傳播更快，逆風更慢，通過高精度芯片測量雙向時間差，計算出該軸向上的氣流速度；兩組正交軸的數(shù)據(jù)合成，得到合風速與風向角度（0~360°，正北為 0°）。

• 優(yōu)點：啟動風速低，可測微風；無機械慣性，湍流響應快；無磨損。

• 可選加熱功能：換能器加熱，防止冬季結冰積雪，適合北方低溫環(huán)境。

2. 空氣溫度

內置高精度半導體溫度芯片，直接感應環(huán)境空氣溫度，測量傳感器周邊環(huán)境氣溫；芯片做防輻射外殼保護，減少陽光直射帶來的溫度漂移誤差。

3. 相對濕度

電容式濕度傳感芯片，根據(jù)濕敏電容隨空氣中水汽含量變化改變電容值，轉換為相對濕度（% RH）。

注意：粉塵、油污長期附著會緩慢降低濕度精度，需要定期維護。

4. 大氣壓力

MEMS 壓阻式氣壓芯片，感知環(huán)境大氣壓強，輸出百帕 hPa；氣壓數(shù)據(jù)可用于氣象預判、海拔修正。

三、主要技術特點

1. 一體化集成：單臺設備集成 5 個氣象要素，減少現(xiàn)場安裝支架、線纜，降低施工成本。

2. 無機械結構：無風杯、旋槳，不會被沙塵、落葉卡住，維護工作量遠小于傳統(tǒng)風杯氣象傳感器。

3. 標準通訊：主流 RS485 Modbus，總線型布線，一臺采集器可掛載多臺傳感器。部分型號可選 4-20mA。

4. 低功耗：有 DC12V/24V 供電版本，部分低功耗型號可太陽能供電，適合野外無人值守站點。

5. 防護等級：外殼 IP65/IP67，防雨防塵，可長期室外工作。

6. 局限性

• 暴雨、濃霧會短暫衰減超聲信號，風速數(shù)據(jù)短時微小偏差；

• 殼體、換能器積灰會影響風速、濕度測量精度，戶外長期使用建議定期沖洗清潔；

• 濕度芯片不能長期接觸高腐蝕氣體；

• 陽光暴曬下，若輻射屏蔽較差，溫度測量會存在小幅溫升誤差。

四、典型技術參數(shù)參考（通用款）

表格

五、應用場景

• 揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)、智慧工地氣象監(jiān)測

• 光伏電站環(huán)境監(jiān)測、風電周邊微氣象監(jiān)測

• 塔吊安全監(jiān)測、橋梁、庫區(qū)氣象預警

• 隧道通風環(huán)境監(jiān)測、礦井井口氣象

• 校園氣象站、景區(qū)、園區(qū)環(huán)境監(jiān)測