JP2515512Y2

JP2515512Y2 - 風向風速計

Info

Publication number: JP2515512Y2
Application number: JP1990060013U
Authority: JP
Inventors: 義男八木橋; 一男星
Original assignee: 中浅測器株式会社
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2005-06-05
Also published as: JPH0418363U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、プロペラ型の風向風速計に利用する。

〔概要〕

本考案は、プロペラにより回転する回転体の光学的な
模様の変化を二つの光ファイバ束により光信号として取
込み風速を測定する風向風速計において、二つの光ファイバ束の一方を垂直軸に配置し他方の光
ファイバ束をこれと同心的に配置しこれを分断して対向
させることにより、風向により回転する光ファイバ束と固定された光ファ
イバ束との間の光信号の伝達効率を向上させようとする
ものである。

〔従来の技術〕

プロペラ型の風向風速計は、その胴体を風方向に対向
させるため、垂直軸まわりに回転する。したがって、風
速を測定するためにプロペラの回転軸に取付けられた電
気式の回転速度検出手段では、電源および電気信号を伝
送する電気経路には可動接触部を使用しなければならな
い。しかしこの可動接触部では支障が起こりやすい。

このためプロペラの回転体に光学的な模様を付し、こ
の回転体の一部にひとつの光ファイバ束で光源光を送
り、この模様によりこの光源光の透過もしくは反射さ
せ、この光を他の光ファイバ束を介して受光して、風速
を測定するものが知られている。

例えば、実公昭63−10527号公報（実願昭57−61721
号）、実公昭63−11657号公報（実願昭57−176959
号）、実開昭60−90678号公報（実願昭58−182438号）
および実開昭61−105867号公報（実願昭59−192746号）
などがある。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、前述の場合は同心的に配せられた二つの光フ
ァイバ束の端面では、第７図に示すように中心に設けら
れた光ファイバ束31と発光素子33との対応はよいとして
も、周囲に設けられた光ファイバ束32では、その端面の
断面積とこれに対向する受光素子34の有効受光面積とが
一致しない。このため回転体側から伝送される光信号の
全量を受光素子34で受光できない。したがって、光信号
の信号雑音比が悪くなる欠点がある。

本考案は、これらの課題を解決して、光による風速信
号の伝送効率を向上して、正確な風速が測定できる風向
風速計を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、風の方向に向くように垂直軸回りに回転自
在に取付けられた胴体と、この胴体に回転自在に取付け
られ風力により回転するプロペラと、このプロペラの回
転により回転しその回転軸回りに光学的な模様が付され
た回転体と、台に取付けられた発光素子および受光素子
と、この発光素子の出力光を回転体に導く第一の光ファ
イバ束と、出力光が回転体の模様の位置で透過または反
射した光を集光して受光素子に導く第二の光ファイバ束
とを備えた風向風速計において、二つの光ファイバ束は、胴体に取付けられた上部と、
台に取付けられた下部とに分断され、二つの光ファイバ
束の一方は、その上部および下部とに分断された位置で
その端面が垂直軸を中心とする一つの光ファイバ束とし
て配置され、二つの光ファイバ束の他方は、その上部お
よび下部とに分断された位置でその端面が垂直軸を中心
とし一方の光ファイバ束の外側の同一円周上に一方の光
ファイバ束よりその直径が小さな複数の光ファイバ束に
分割されて配置されたことを特徴とする。

前記胴体の回転により回転する回転円板を備え、この
回転円板にはその円板中心から放射方向別に異なる光学
的な図形が付され、この回転円板の径方向に配置されそ
れぞれこの光学的な図形を検出する複数の光学素子と、
この光学素子の検出出力から回転円板の回転方位を演算
する手段とを備えることができる。

〔作用〕

二つの光ファイバ束は、胴体に取付けられた上部と台
に取付けられた下部とに分断された位置で、一方は中心
軸上に他方は円周上に配置されているから、中心軸上の
ものは相互に損失なく光伝搬が行われ、円周上のものは
回転に伴いそのいずれかは対応するいずれかに入光する
ので、光伝搬の損失はなくなる。

〔実施例〕

次に本考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本考案第一実施例の模式断面図であり、第
２図は同実施例の光ファイバ束の構成を示す破断斜視図
である。

第１図において、プロペラ１および尾翼２を備えた胴
体３は、固定された台４に対して垂直軸と中心が一致す
るように設けられた垂直管５の回りに回転自在に取付け
られている。尾翼の作用により胴体３は風の方向に向
く。プロペラ１は風力により回転軸６を回転し、この回
転軸６に回転体７が取付けられている。この回転体７に
は第３図に示すように光学的な模様としてスリット7Aが
付されている。台４には発光素子８と受光素子９とが固
定的に取付けられており、この発光素子８の出力光を回
転体に導く第一の光ファイバ束10と、この出力光が前記
回転体７のスリット7Aを透過し、これを集光して受光素
子９に導く第二の光ファイバ束11とが前記垂直管５の内
部に設けられている。

ここで、本考案の特徴とするところは、第２図に示す
ように、二つの光ファイバ束10および11は、胴体３に取
付けられた上部12Aと台４に取付けられた下部12Bとが分
断面Ｓにおいて分断されたものであり、かつこの分断面
Ｓ（第２図では、説明を容易にするため、分断箇所を実
物より離して示している）の端面では、第一の光ファイ
バ束10の端面が垂直軸Ｚ上およびまたはその近傍に配置
され、第二の光ファイバ束11はその端面が垂直軸Ｚを中
心とする円周上に配置されたことにある。

また第１図において、胴体３の回転により回転する垂
直管５に固着された回転円板14を備え、この回転円板14
には、第４図に示すように円板中心から放射方向別に異
なる光学的な図形としてスリット14Aが付され（斜線を
施さない部分）、この回転円板14の径方向に配置されて
いる。それぞれ前記スリット14Aを検出する駆動部15Aに
配置された複数の発光素子16と受信部15Bに配置された
複数の受光素子17とが相互に対向して設けられている。
さらに、この受光素子17の検出出力から回転円板14の回
転方位を演算する風向演算器18を備えている。

次に本第一実施例の動作について第１図を用いて説明
する。

風力によりプロペラ１が回転体７をその時の風速に対
応する回転速度で回転する。電源19により発光された発
光素子８の出力光は第一の光ファイバ束10の下端10Aか
らその上端10Bに送られ、矢印のように回転体７のスリ
ット7Aを透過して、第二の光ファイバ束11の上端11Aか
ら入力し、その下端11Bで受光素子９に受光される。風
力の大きさにより、回転体７の回転速度は異なるので、
受光素子９にはこの回転速度に対応して断続する光信号
が入力する。これが電気信号に変換され風速演算器20で
演算して風速が測定される。このとき風向が変化する
と、胴体３は尾翼２により垂直管５のまわりに回転す
る。すなわち光ファイバ束10および11の上部12Aはこの
回転にしたがって回転するが、下部12Bは台４に固定さ
れ回転できない。そこで分断面Ｓを介して回転する。中
心側に配置された光ファイバ束10を伝搬する光は回転に
よっても損失はない。また円周上の光ファイバ束11は回
転により送受の相手は変わるが、その有効断面積には変
化がなく実質的には光損失はない。

第５図は本考案第二実施例の模式断面図であり第６図
は同実施例の光ファイバ束の破断斜視図である。

本実施例では、回転体7Bは前記実施例のスリットに代
えて、反射板7Cが設けられている。したがって、本実施
例の光ファイバ束の上部13Aの端面は、第５図のＭ部拡
大斜視に示すように分断面Ｓの端面と同一である。

また風向を測定する回転円板14Bは、第４図に示す第
一実施例のスリット部分に同一のパターンの反射板が設
けられる。またこの回転円板14Bの回転軸14Cは、前実施
例のように垂直管５ではなく、ギア5A、5Bにより垂直管
５に対してギヤ変換されている。本実施例では風向検出
のための発光素子16および受光素子17は風向制御器15C
に接続されている。

以上説明した二つの実施例では、回転体はプロペラに
直結した回転軸に取付けられたものとしているが、この
プロペラと回転軸との間に変速器を挿入することもでき
る。

また分断面Ｓは、第一および第二の光ファイバ束とも
一つの平面状に形成されているが、それぞれの光ファイ
バ束を互いに平行な二つの平面を分断面としてもよい。
例えば上部の第一の光ファイバ束の端面を第二の光ファ
イバ束の端面より下方に突出しておき、この突出した長
さだけ、下部の第一の光ファイバ束の端面を凹ませてお
く。このようにすれば分断面において、それぞれの光信
号が干渉しなくなる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、風速に関する
光信号の伝送路の伝送効率を向上するとともに、信号雑
音比が改善される。また風向の検出に用いる光電変換を
利用した風向信号の抽出を風向により回転する垂直軸に
直結または変速機を介して駆動することにより、微少な
風向変化も測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案第一実施例の模式断面図。第２図は、同実施例の光ファイバ束の破断斜視図。第３図は、同実施例の風速を検出する風速回転体の平面
図。第４図は、同実施例の風向を検出する風向回転体の平面
図。第５図は、本考案第二実施例の模式断面図。第６図は、同実施例の光ファイバ束の破断斜視図。第７図は、従来例の説明図。１…プロペラ、２…尾翼、３…胴体、４…固定された
台、５…風向によって回転する垂直管、5A、5B…ギア、
６…プロペラの回転軸、７、7B…回転体、7A、14A…ス
リット、7C…反射板、８、16、33…発光素子、９、17、
34…受光素子、10、10A、10B…それぞれ第一の光ファイ
バ束とその下端および上端、11、11A、11B…それぞれ第
二の光ファイバ束とその上端および下端、12A、13A…光
ファイバ束の上部、12B、13B…光ファイバ束の下部、1
4、14B…回転円板、14C…回転円板の回転軸、15A…駆動
部、15B…受信部、15C…風向制御器、18…風向演算器、
19…電源、20…風速演算器、21A、21B…表示部、22A、2
2B…記録端子、31…第一の光ファイバ束、32…第二の光
ファイバ束、Ｍ…拡大部、Ｓ…分断面。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】風の方向に向くように垂直軸回りに回転自
在に取付けられた胴体と、この胴体に回転自在に取付けられ風力により回転するプ
ロペラと、このプロペラの回転により回転しその回転軸回りに光学
的な模様が付された回転体と、台に取付けられた発光素子および受光素子と、この発光素子の出力光を前記回転体に導く第一の光ファ
イバ束と、前記出力光が前記回転体の前記模様の位置で透過または
反射した光を集光して前記受光素子に導く第二の光ファ
イバ束とを備えた風向風速計において、前記二つの光ファイバ束は、前記胴体に取付けられた上
部と、前記台に取付けられた下部とに分断され、前記二つの光ファイバ束の一方は、その上部および下部
とに分断された位置でその端面が前記垂直軸を中心とす
る一つの光ファイバ束として配置され、前記二つの光ファイバ束の他方は、その上部および下部
とに分断された位置でその端面が前記垂直軸を中心とし
前記一方の光ファイバ束の外側の同一円周上に前記一方
の光ファイバ束よりその直径が小さな複数の光ファイバ
束に分割されて配置されたことを特徴とする風向風速計。
【請求項２】前記胴体の回転により回転する回転円板を
備え、この回転円板にはその円板中心から放射方向別に異なる
光学的な図形が付され、この回転円板の径方向に配置されそれぞれこの光学的な
図形を検出する複数の光学素子と、この光学素子の検出出力から前記回転円板の回転方位を
演算する手段とを備えた請求項１記載の風向風速計。