다요소초음파기상소는 기계활동부품이 필요 없고 비접촉식측정을 통해 데터수집을 실현하며 저전력, 쾌속설치, 환경적응성이 강한 등 특점을 구비하여 야외의 장기적인 무인당직장면에 적용된다.
다요소 초음파 관측소초음파 기술을 기반으로 한 고정밀 기상 모니터링 장비로, 일체형 설계를 채택하여 풍속, 풍향, 온도, 습도, 기압, 강우량 등 다요소 센서를 통합한다.설비는 기계활동부품이 필요 없고 비접촉식측량을 통해 데터수집을 실현하며 저전력, 쾌속설치, 환경적응성이 강한 등 특점을 구비하여 야외의 장기적인 무인당직장면에 적용된다.그 외피는 대부분 부식방지재료 (예를 들면 수입 ASA 재질) 를 사용하는데 방호등급이 높아 소금안개, 눈비 등 렬악한 환경을 막을수 있다.
핵심 원리
전통적인 기계식 풍속풍향계와 달리 초음파기상소는 초음파시차법을 리용하여 풍속과 풍향을 측정한다.
두 개 이상의 초음파 프로브 사이를 통해 음파를 발사하고 수신한다.
무풍 상태에서는 음파 왕복 시간이 같다;바람이 불면 순풍방향은 음파전파가 빨라지고 역풍방향은 느려진다.
음파가 전파되는 시간차에 따라 3차원 풍속과 풍향을 계산해 낸다.
부품을 회전할 필요가 없어 기계 마모가 없고 유지 보수 없이 운행할 수 있다.
주요 모니터링 매개변수
풍속(m/s) - 초음파 센서 측정
풍향(°) - 초음파 센서 측정
공기 온도 (℃)
상대 습도(%RH)
대기 압력(hPa)
강수량(mm) - 텀블러 또는 광학 우량계 옵션
태양 복사(W/m²) - 조명 또는 총 복사 센서(옵션)
PM2.5/PM10(옵션) - 대기 질 모니터링용
참고: 일부 모델은 노이즈, CO₂, 가시도 등의 센서를 통합하여 다기능 환경 모니터링을 실현할 수 있습니다.
시스템 구성
초음파 풍속 풍향 센서: 핵심 부품으로 보통 3프로브 또는 4프로브 어레이로 설계된다.
온습도, 기압 센서: 보호막 안에 통합되어 방사선 차단이 있습니다.
데이터 수집기(MCU): 각 센서 데이터를 수집하여 교정 및 처리합니다.
전원 공급 시스템:
태양열 + 리튬이온 배터리(야외용)
USB 전원 또는 도시 전기(실내 / 도시 배포용)
케이스 및 장착 브래킷:
방수 방진 설계(IP65 이상)
자외선 차단, 부식 방지 재질로 야외 장기 운행에 적합
주요 특징 및 이점
다요소 초음파 관측소특징 설명
기계적 구조 없음 베어링 없음, 활성 부품 없음, 모래바람, 얼음 방지, 긴 수명, 유지 보수 없음
응답 속도가 빠르면 순간적인 바람 변화를 포착할 수 있으며, 급류 모니터링에 적합하다
시동 풍속이 낮으면 0.1m/s 이하의 미풍을 측정할 수 있어 민감도가 높다
컴팩트한 올인원 디자인, 가벼운 무게, 간편한 설치 (벽면, 스탠드 또는 지붕 장착 가능)
낮은 전력 소비로 태양열 공급에 적합, 원격 절전 모드 지원
디지털 출력은 표준 프로토콜(Modbus, MQTT 등)을 지원하며 시스템 통합이 용이함
적용 시나리오
지혜농업: 온실, 과수원, 농경지 미기후감측, 관개와 병충해예방퇴치를 지도한다.
도시환경검측: 도로, 공원, 건축군에 설치하여 열도효과와 공기질을 검측한다.
교통 기상: 고속도로, 교량, 터널 입구, 강풍, 안개 경보 제공.
신에너지: 풍력발전소 전단계 풍자원평가와 소형태양광발전소 환경감측.
캠퍼스와 과학 보급 교육: 초중고, 대학교 기상 실천 교육 설비.
야외과학연구: 생태소, 지질재해점, 무인구역 단기기상관측.
이 기상 관측소의 발전 추세
센서 마이크로화, 에지 컴퓨팅 및 AI 알고리즘의 발전에 따라 기상 관측소는 다음과 같은 방향으로 진화하고 있습니다.
다중 매개변수 융합: 공기 품질, 소음, 비디오 등 감지 유닛을 통합합니다.
지능형 에지 컴퓨팅: 로컬에서 데이터 필터링, 이상 식별 및 초기 경보를 구현합니다.