超聲波風速風向傳感器的工作原理是利用超聲波時差法來實現風速的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。
那么超聲波風速風向傳感器都有哪些實際應用呢？
1、在工礦領域的應用。
無論是煤礦還是多種金屬礦業的開采過程中，往往都需要注意礦井中的一些氣體成分的變化，所以大多數的礦井通常在整合了多種氣體傳感器設備的同時，往往會注意通風系統的運行狀況，而風速傳感器就是用來監測礦井內部的通風效果的，所以為了確保煤礦安全生產的正常進行，相關部門也推出了針對礦井環境必須使用風速傳感器一類設備的規定。
2、在新型能源開發領域的應用。
大多數的新型能源的開發工作其實都是在比較開闊的環境中進行的，尤其是對風能和太陽能的開發領域，往往由于安裝環境十分開闊，所以一些重要的設備十分容易受到風速的變化的影響，而為了避免變化的風速影響到太陽能電池板或者風電機組的正常使用，國內的新型能源開發領域風杯式風速傳感器的也得到了廣泛的應用。
3、塔式起重機上的應用。
通常，為了確保建筑工程的進行，大多數的塔式起重機通常都會安裝風速傳感器設備，它的存在可以讓起重機在大風影響起重機工作的時候，發出報警，但是當大風已經開始影響起重機工作的時候，往往就需要注意風向的變化，這樣才能針對不同風向的風做出應對措施，所以部分起重機上面已經使用了風向傳感器設備。
4、煤礦上的應用。
安裝在礦井中的通風設備，往往型號不一，而且其工作功率也有著較大的差別，所以需要使用風速傳感器設備對各個通風道的風速值進行監視，防止某個位置的通風率過低而出現的有害氣體濃度過高的現象出現。
其實為了確保各大、中、小型煤礦生產工作安全的進行，根據相關規定，在煤礦中應該安裝風速傳感器設備，在每一個采礦區、翼回風巷以及總回風巷都應該設置風速傳感器設備，而掘進工作面就屬于采礦區的一部分，因此掘進工作面，是需要安裝風速傳感器的。
在掘進面中需要安裝風速傳感器還有一個主要的原因，就是掘進工作面更容易出現有害氣體。通常煤礦中的甲烷、一氧化碳、瓦斯等有害氣體往往從掘進面出現的概率最大，甚至有些氣體在地下形成的“氣室”中的氣體直接就是一些有害性氣體，因此煤礦中需要在每個位置都安裝風速傳感器并連接通風設備。
