在測(cè)風(fēng)的各種儀器中，風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)因成本低、使用方便，是使用歷史最悠久、比較常用的儀器。但是，這些機(jī)械裝置由于具有移動(dòng)部件，容易磨損，體積大，需要頻繁維護(hù)，設(shè)備支架和安裝支架對(duì)測(cè)量精度有很大影響等很多問題。其機(jī)械結(jié)構(gòu)也可能受到惡劣天氣的危害，機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向計(jì)也存在起動(dòng)風(fēng)速，低于起動(dòng)值的風(fēng)速無法驅(qū)動(dòng)螺旋槳和風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)，無法測(cè)量。為了克服傳統(tǒng)風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)的固有缺點(diǎn)，超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀應(yīng)運(yùn)而生。
超聲波測(cè)量風(fēng)是超聲波檢測(cè)技術(shù)在氣體介質(zhì)中的應(yīng)用，利用超聲波在空氣中的傳播速度受氣流(風(fēng))的影響測(cè)量風(fēng)速。聲音在空氣中的傳播速度與風(fēng)的向上氣流速度重疊。如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，其速度就會(huì)加快；相反如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向相反，則其速度會(huì)變慢。因此，在一定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以與風(fēng)速函數(shù)相對(duì)應(yīng)。通過計(jì)算可以得到準(zhǔn)確的風(fēng)速和風(fēng)向。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是采用固體設(shè)計(jì)，發(fā)送聲波脈沖，通過測(cè)量接收端的時(shí)間或頻率差來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的測(cè)量傳感器或測(cè)量?jī)x器。沒有工作的機(jī)械零件，取而代之的是一些超聲波傳感器。理論上可測(cè)量的風(fēng)速范圍下限為零，不存在啟動(dòng)風(fēng)速；風(fēng)速的上限可以通過傳感器間距進(jìn)行調(diào)整。
與常規(guī)風(fēng)速計(jì)和旋翼式風(fēng)速計(jì)相比，該測(cè)量方法的最大特點(diǎn)是風(fēng)測(cè)量系統(tǒng)整體沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，是慣性測(cè)量，因此能夠準(zhǔn)確檢測(cè)自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻分量，結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠更高水平地揭示自然風(fēng)的特性。
