为了应用涡度相关法，有必要对风速的垂直成分进行分离测定。用于涡度相关法的风速计要求具有能以10 Hz以上的高频率测定出风速的三维成分(u,v,w)的性能。其中特别重要的垂直风速(w)与水平风速(u,v)相比小得多，因此要求仪器有较高的分辨率，同时在野外能够连续观测、具有较高的耐候性和长期的稳定性。现在完全满足这些条件、最值得信赖的仪器只有三维超声风速计。三维超声风速计是利用超声波在空气中的传播速度随风速而变化的原理，测定发生器和接收器之间超声波的到达时间来计算风速。具体地说，就是在发生器和接收器相对方向内置一对声响元件(发送接收器)，交互地发送和接收声音脉冲信号。
测定要求为了应用涡度相关法，有必要对风速的垂直成分进行分离测定。用于涡度相关法的风速计要求具有能以10 Hz以上的高频率测定出风速的三维成分(u,v,w)的性能。其中特别重要的垂直风速(w)与水平风速(u,v)相比小得多，因此要求仪器有较高的分辨率，同时在野外能够连续观测、具有较高的耐候性和长期的稳定性。现在完全满足这些条件、最值得信赖的仪器只有三维超声风速计。三维超声风速计是利用超声波在空气中的传播速度随风速而变化的原理，测定发生器和接收器之间超声波的到达时间来计算风速。具体地说，就是在发生器和接收器相对方向内置一对声响元件(发送接收器)，交互地发送和接收声音脉冲信号。1
超声风速计的工作原理现在，一般的超声风速计测定的都是利用声音发生器所发出的声音沿着固定的路径传播时，声音到达接收器的时间随着风速而变化的基本原理，即声波在空气中传播的速度等于静风时速度与传播方向的风速分量的和。当声波从两侧的发生器短时间地交替切换声音传播方向时，一对相隔一定距离的声波发生器、在相反的方向上发送声波，各发生器所发出的声波分别被处于相等距离上的接收器接收，利用两个接受器所接收到的声波信号的时间差，即可求出不同方向的瞬时风速。超声风速计是通过风对声脉冲在路径已知方向相反的输送时间内所受的影响来完成其频响测量的，影响频响的唯一因素是空间路径距离。如果在三个互相垂直的方向上同时测量，即可得到风在三个不同方向上的分量(u,v,w)及瞬时总风速。1
超声风速计的主要类型超声风速计由于灵敏度高，记录、存储数据都方便，是脉动测定的重要仪器。目前用得较多的是三维超声风速计，它可不间断地测定风向和风速的变化。但是，现在使用的主导型三维超声风速计还不能直接测定最为重要的垂直风速成分，需要从三个成分的坐标变换求解，所以在仪器安装时要作严格的水平调整，通量计算时需进行坐标轴变换。超声风速计能得到特定的风向成分，对于涡度相关法来说具有很大的优点，而且在精度和时间响应方面也具有优良的特性。可是，声波发生器有限的大小也会妨碍气流的流动，虽然不可能配置对应任何风向都没有影响的声波发生器，但为了尽可能减少发生器的影响，工程师们想出了各种各样的方法，开发了不同类型的超声风速计。
商用的三维超声风速计由具有三对发生一接收器的探测器与数据转换器构成。最近，探测器与数据转换器成为一体的小型超声风速计也普及起来另外，也有内装A/D(模拟/数字，analog/digital)转换器，输入其他探头的模拟信号(例如湿度脉动)可以与风速的信号同时以数字形式输出的仪器，超声风速计的探头形状取决于发生一接收器的三维配置和支撑材料的位置，依仪器种类而异。1
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杨刚 - 教授 - 西南大学