JP5058628B2 - 風向風速計および風向風速監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、風の強さおよび風の向きを測定する風向風速計および風向風速監視装置に関する。

風向風速計は、風の強さに応じて回転するプロペラが取り付けられ、風の向きに合わせて回転する風向体と、風向体を支持する基台とを有している。そして、風向風速計は、風速および風向を測定するために、プロペラの回転速度および風向体と基台との相対角度をそれぞれ検出する。
この種の風向風速計では、１本の光ファイバの周囲を複数の光ファイバで囲んだ光ファイバ束を、風向体に取り付ける上部と基台に取り付ける下部とに分断する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。この風向風速計は、１本の光ファイバの中心を軸として風向体を回転させることにより、この光ファイバの上部と下部とを常に対向させ、下部（基台側）から上部（風向体側）に光信号を継続して伝達する。そして、周囲の複数の光ファイバは、風向体の回転に伴い、上部の光ファイバと下部の光ファイバで送受の相手をそれぞれ変化させながら、上部（風向体側）から下部（基台側）に風速信号（光信号）を継続して伝達する。

また、風向体の回転軸体の外周を囲む環状の発光部（複数の発光素子を配置）と、風向体の回転軸体の端面に対向する位置に配置された受光部とを基台内部に設け、風向体の回転軸体内部に光ファイバ対を通した風向風速計が提案されている（例えば、特許文献２）。この風向風速計は、光ファイバ対の一方を環状の発光部に対向させ、他方を風向体の回転軸上に配置し、受光部に対向させることにより、風向体が回転した場合でも、風速信号を、風向体内部から基台内部まで継続して伝達する。
登録実用新案第２５１５５１２号公報 実公平０７−００４５８０号公報

特許文献１の風向風速計では、風速測定用の円板により光ファイバが分断される他に、風向体と基台との間で光信号を伝送するために、光ファイバを上部（風向体側）と下部（基台側）とに分断しているため、測定系での光損失が大きくなる。また、可動部（回転部）である風向体に設けられる光ファイバ（上部）に、基台に設けられる光ファイバ（下部）を対向させるため、風向風速計の設置時の組立誤差、あるいは、個体差により、プロペラの回転速度の検出精度が低下する場合がある。このため、風速値の検出精度を確保するために、発光部および受光部を風向風速計の内部に設け、光損失を最小限に抑える必要がある。

特許文献２の風向風速計では、風向体の回転軸体内部に光ファイバ対を通しているため、風向体と基台との間で光信号を伝送するときに、測定系での光損失が生じる。このため、風速値の検出精度を確保するために、発光部および受光部を風向風速計の内部に設け、光損失を最小限に抑える必要がある。さらに、特許文献２の風向風速計では、風向体の回転軸体の外周を囲む環状の発光部（複数の発光素子を配置）が必要であり、発光部を風向風速計の内部に設ける必要がある。

発光部および受光部を風向風速計の内部に設けた場合、観測局から風向風速計内部に電源の供給が必要になる。このため、風向風速計と観測局との距離が遠くなると、観測局と風向風速計間の電圧降下により、発光部および受光部で使用している光素子の性能が低下し、風速値および風向の検出精度が低下する。また、風向風速計と観測局との通信は、風向風速計の内部の発光部および受光部を介して電気信号で行うため、雷やノイズの影響を受けやすい。さらに、検出精度は、発光部および受光部で使用している光素子の経年変化による光源劣化等により低下する。この際、光素子が風向風速計内にあるため、光素子の取り替え作業を、風向風速計毎に実施しなくてはならず、メンテナンス性が悪い。

本発明の目的は、風向風速計と観測局との距離が遠い場合でも風向風速計の検出精度を確保すること、および、風向風速計と観測局との通信時の雷やノイズの影響を低減することである。

風向風速計は、基台と、基台に支持され、受ける風の強さに応じて回転するプロペラが取り付けられ、風の向きに合わせて基台に対して回転する風向体とを有している。そして、風向風速計は、風速および風向を測定するために、プロペラの回転速度および風向体と基台との相対角度をそれぞれ検出する。
例えば、風向風速計は、プロペラに接続された回転軸と、プロペラの回転軸に設けられた第１傘歯車と、第１傘歯車に噛み合わせられた第２傘歯車が設けられた垂直回転軸とを有している。そして、風向体には、プロペラに接続された回転軸に対して垂直方向に延在し、基台に回転自在に支持される筒状の垂直回転部材が設けられている。垂直回転軸は、垂直回転部材に挿入され、垂直回転部材に回転自在に支持される。そして、垂直回転軸の基台側には、垂直回転軸の中心から同心円上に形成された複数の風速用穴を有する風速用回転円板が設けられている。また、垂直回転部材には、プロペラ側と反対側に、相対角度毎に異なる組合せを有し、放射方向に沿って形成された複数の風向用穴を有する風向用回転円板が設けられている。

発光素子に接続させる第１発光用光ファイバおよび受光素子に接続させる第１受光用光ファイバは、風速用回転円板を挟み、風速用穴を介して互いに対向する位置に配置されている。また、発光素子に接続させる複数の第２発光用光ファイバおよび受光素子に接続させる複数の第２受光用光ファイバは、風向用回転円板を挟み、風向用穴を介して互いに対向する位置に配置されている。

本発明では、風向風速計と観測局との距離が遠い場合でも風向風速計の検出精度を確保すること、および、風向風速計と観測局との通信時の雷やノイズの影響を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の断面図を示している。図中の光ファイバ６０、６２、６４、６６に添えられた矢印は、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が進む方向を示している。風向風速計１０は、基台２０と、受ける風の強さに応じて回転するプロペラ３０が取り付けられた風向体４０とを有している。風向体４０は、基台２０に支持され、例えば、風向体４０に設けられた尾翼により、風の向きに合わせて基台２０に対して回転する。風向風速計１０は、風速および風向を測定するために、プロペラ３０の回転速度および風向体４０と基台２０との相対角度をそれぞれ検出する。そして、風向風速計１０は、検出したプロペラ３０の回転速度および風向体４０と基台２０との相対角度を示す光信号Ｓ１−Ｓ５を、遠方に設置された観測局（図示せず）や中継局（図示せず）等に送信する。

風向風速計１０は、プロペラ３０に接続された回転軸３２と、風向体４０に設けられた筒状の垂直回転部材４２と、垂直回転部材４２に挿入された垂直回転軸５０と、第１発光用光ファイバ６０および第１受光用光ファイバ６２と、複数の第２発光用光ファイバ６４および複数の第２受光用光ファイバ６６とを有している。
プロペラ３０に接続された回転軸３２は、軸受け７０により、風向体４０に回転自在に支持されている。これにより、プロペラ３０は、受ける風の強さに応じて回転し、回転軸３２を回転させる。回転軸３２のプロペラ３０側と反対側には、回転軸３２の回転を垂直回転軸５０に伝えるために、第１傘歯車３４が設けられている。

垂直回転部材４２は、風向体４０に設けられ、回転軸３２に対して垂直方向に基台２０内まで延在し、軸受け７２により、基台２０に回転自在に支持されている。これにより、風向体４０は、受ける風の向きに応じて回転し、垂直回転部材４２を回転させる。
垂直回転部材４２に挿入された垂直回転軸５０には、第１傘歯車３４に噛み合わせられた第２傘歯車５２が設けられている。これにより、回転軸３２の回転が垂直回転軸５０に伝わる。また、垂直回転軸５０の基台２０側には、垂直回転軸５０の中心から同心円上に形成された複数の風速用穴５４を有する風速用回転円板５２が設けられている。なお、風速用回転円板５２および風速用穴５４の詳細は、後述する図２で説明する。垂直回転軸５０は、軸受け７４により、垂直回転部材４２に回転自在に支持されている。これにより、風速用回転円板５２は、プロペラ３０が受ける風の強さに応じて、プロペラ３０、回転軸３２、第１傘歯車３４、第２傘歯車５２および垂直回転軸５０を介して回転する。

これにより、風向風速計１０は、基台２０内でプロペラ３０の回転速度を検出できるため、風向体４０と基台２０との間で光信号Ｓ５を伝送する必要がない。したがって、光ファイバを風向体４０側と基台２０側とに分ける必要がない。この結果、測定系での光損失を小さくでき、光ファイバ（第１発光用光ファイバ６０、第１受光用光ファイバ６２）を長くすることができる。

垂直回転部材４２のプロペラ３０側と反対側には、風向体４０と基台２０との相対角度毎に異なる組合せを有し、放射方向に形成された複数の風向用穴４６を有する風向用回転円板４４が設けられている。なお、風向用回転円板４４および風向用穴４６の詳細は、後述する図３で説明する。
第１発光用光ファイバ６０は、風向風速計１０の外部（例えば、遠方の観測局）に設置された発光素子ＥＯが発した光信号Ｓ５を、風向風速計１０まで伝送する。また、第１受光用光ファイバ６２は、風向風速計１０内で受けた光信号Ｓ５を、風向風速計１０の外部（例えば、遠方の観測局）に設置された受光素子ＯＥに伝送する。なお、第１発光用光ファイバ６０および第１受光用光ファイバ６２は、風速用回転円板５２を挟み、風速用穴５４を介して互いに対向する位置に配置される。すなわち、風向風速計１０の外部に設置された発光素子ＥＯが送信した光信号Ｓ５は、第１発光用光ファイバ６０を経由して基台２０の内部に伝送され、風速用穴５４および第１受光用光ファイバ６２を経由して基台２０の外部に伝送され、風向風速計１０の外部に設置された受光素子ＯＥに受信される。

風速用回転円板５２は、上述したようにプロペラ３０が受ける風の強さに応じて回転する。この結果、風向風速計１０は、風速用回転円板５２の回転に伴う風速用穴５４の回転により、光信号Ｓ５を透過および遮断し、第１受光用光ファイバ６２が受ける光信号Ｓ５のパターンあるいはレベルを変化させる。したがって、受光素子ＯＥが受信する光信号Ｓ５のパターンあるいはレベルは、風速用回転円板５２の回転速度、すなわち、風速により変化する。例えば、受光素子ＯＥが設置された観測局では、この光信号Ｓ５のパターンあるいはレベルから風速値を算出する。

第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６も、第１発光用光ファイバ６０および第１受光用光ファイバ６２と同様に、風向風速計１０の外部（例えば、遠方の観測局）に設置された発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥと光信号Ｓ１−Ｓ４を送受信する。なお、第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６は、風向用回転円板４４を挟み、風向用穴４６を介して互いに対向する位置に配置される。風向用回転円板４４は、風向体４０が受ける風の向き応じて、風向体４０、垂直回転部材４２を介して回転する。この結果、風向風速計１０は、風向用回転円板４４の回転に伴う風向用穴４６の回転により、光信号Ｓ１−Ｓ４を透過および遮断し、複数の第２受光用光ファイバ６６が受ける光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せを変化させる。したがって、複数の受光素子ＯＥが受信する光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せは、風向用回転円板５２の回転、すなわち、風向により変化する。例えば、受光素子ＯＥが設置された観測局では、この光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せから風向を算出する。

風向風速計１０は、風向風速計１０の外部（例えば、遠方の観測局）に設置された発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥとの通信を光ファイバ６０−６４を用いた光信号Ｓ１−Ｓ５の送受信で実現できるため、通信時の雷やノイズの影響を低減させることができる。また、風向風速計１０は、内部に発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥを有していないため、電源を必要としない。換言すれば、電源電圧降下による光素子（発光素子ＥＯ、受光素子ＯＥ）の性能の低下を防止するために、風向風速計１０と観測局との距離を近くする必要がない。このため、風向風速計１０と観測局との距離が遠い場合でも風向風速計１０の検出精度を確保できる。なお、光ファイバ６０−６４は、光ファイバの仕様で定められた曲げ半径（光ファイバの曲がりによる放射損失が許容される範囲の最少曲げ半径）より大きな曲率半径で設置される。

図２は、図１に示した風向風速計１０の風速用回転円板５２の外形の一例を示している。図２は、図１に示した基台２０の底面（風向体４０と反対側の面）から見た風速用回転円板５２を示している。風速用回転円板５２は、垂直回転軸５０を中心とする同心円上（図の破線）に所定の角度（例えば、１５度）を置いて形成された複数の風速用穴５４（図の網掛け部分）を有している。

図１に示した第１発光用光ファイバ６０および第１受光用光ファイバ６２は、風速用回転円板５２を挟み、破線で示した同心円上で互いに対向する位置に配置される。そして、第１発光用光ファイバ６０および第１受光用光ファイバ６２は、風速用回転円板５２の回転に伴い回転する風速用穴５４を介して光信号の送受信を実施する。例えば、第１受光用光ファイバ６２が、風速用穴５４を通過しているときに受ける光信号を１つのパルスとすると、第１受光用光ファイバ６２が受ける単位時間当たりの光信号のパルス数は、風速用回転円板５２の回転に伴い変化する。この結果、例えば、図示していない観測局は、第１受光用光ファイバ６２が受ける光信号のパルス成分を解析し、単位時間当たりのパルス数を検出することにより、風速値を算出できる。あるいは、観測局は、第１受光用光ファイバ６２が受ける光信号のパルス成分を解析し、光信号のパルス幅（光レベルに相当）を検出することにより、風速値を算出できる。

図３は、図１に示した風向風速計１０の風向用回転円板４４の外形の一例を示している。図３は、図１に示した基台２０の底面（風向体４０と反対側の面）から見た風向用回転円板４４を示している。図中の太い破線ＲＥＦ１（以後、基台方向ＲＥＦ１とも称する）は、図１に示した基台２０の基準となる向き（例えば、北の方角）を示している。また、図中の垂直回転部材４２内の矢印の図形ＲＥＦ２（以後、風向体方向ＲＥＦ２とも称する）は、上述した図１に示した風向体４０の向き（例えば、プロペラ３０が取り付けられた方の向き）を示している。なお、図形ＲＥＦ２は、説明のために設けたものであり、実際には存在しない。

風向用回転円板４４は、複数の同心円上（図の破線）に形成された複数の風向用穴４６（図の網掛け部分）を有している。また、風向用穴４６は、風向体４０と基台２０との相対角度毎に異なる組合せを有し、放射方向に沿って形成される。ここで、風向体４０と基台２０との相対角度は、例えば、基台方向ＲＥＦ１（基台２０の向き）と風向体方向ＲＥＦ２（風向体４０の向き）との角度である。図中の例では、風向用穴４６は、１６分の３６０度（２２．５度）の相対角度毎に異なる組合せを有している。換言すれば、上述した図１に示した風向体４０の向きは、風向用穴４６の組合せにより、１６の方位に分割されて検出される。

図１に示した第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６は、風向用回転円板４４を挟み、破線で示した各同心円上で互いに対向する位置にそれぞれ配置される。例えば、図１に示した光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を送受信する光ファイバ対（第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６）は、内側の同心円から順にそれぞれ配置される。そして、第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６は、風向用回転円板４４の回転に伴い回転する風向用穴４６を介して光信号の送受信を実施する。第２受光用光ファイバ６６が受ける光信号の組合せは、風向用回転円板４４の回転に伴い変化する。この結果、例えば、図示していない観測局は、複数の第２受光用光ファイバ６６が受ける光信号を解析し、光信号の組合せを検出することにより、風向を算出できる。

図４は、図１および図３に示した風向用回転円板４４を用いたときに第２受光用光ファイバ６６が受ける光信号Ｓ１−Ｓ４と風向との関係の一例を示している。図中の丸印は、第２受光用光ファイバ６６が光信号を受けたことを示し、×印は、第２受光用光ファイバ６６が光信号を受けていないことを示している。換言すれば、図中の丸印は、図３に示した風向用穴４６を通過した光信号を示し、×印は、風向用回転円板４４により遮断された光信号を示している。また、図中のＮ、Ｅ、Ｓ、Ｗは、北、東、南、西の方角をそれぞれ示している。図中の例では、図１に示した第２発光用光ファイバ６４および第２受光用光ファイバ６６は、風向体４０の向き（図３に示した風向体方向ＲＥＦ２）が北の方角のときに、全ての光信号Ｓ１−Ｓ４が風向用穴４６を通過する位置に配置されている。

例えば、図１に示した第２受光用光ファイバ６６は、風向Ｄが北（Ｎ）の場合、全ての光信号Ｓ１−Ｓ４を受け（番号Ｎｏ．１）、風向Ｄが東（Ｅ）の場合、光信号Ｓ１およびＳ３−Ｓ４を受け（番号Ｎｏ．５）、風向Ｄが南（Ｓ）の場合、光信号Ｓ２−４を受け（番号Ｎｏ．９）、風向Ｄが西（Ｗ）の場合、光信号Ｓ３−４を受ける（番号Ｎｏ．１３）。また、風向Ｄが北北西（ＮＮＷ）の場合、全ての光信号Ｓ１−Ｓ４は、上述した図３に示した風向用回転円板４４により遮断され、第２受光用光ファイバ６６は、光信号Ｓ１−Ｓ４を受けない。したがって、例えば、図示していない観測局は、第２受光用光ファイバ６６が受ける光信号を解析し、図４に示した光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せに基づいて、風向を算出できる。

以上、第１の実施形態では、プロペラ３０の回転に伴い回転する風速用回転円板５２を基台２０の内部に設けているため、風向体４０と基台２０との間で光信号を伝送する必要がない。したがって、光ファイバを風向体４０側と基台２０側とに分ける必要がないため、測定系での光損失を小さくでき、光ファイバ（第１発光用光ファイバ６０、第１受光用光ファイバ６２）を長くすることができる。この結果、風向風速計１０の外部（例えば、遠方の観測局）に設置された発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥとの通信を光ファイバ６０−６４を用いた光信号Ｓ１−Ｓ５の送受信で実現できるため、通信時の雷やノイズの影響を低減させることができる。また、風向風速計１０は、内部に発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥを有していないため、電源を必要としない。換言すれば、電源電圧降下による光素子（発光素子ＥＯ、受光素子ＯＥ）の性能の低下を防止するために、風向風速計１０と観測局との距離を近くする必要がない。このため、風向風速計１０と観測局との距離が遠い場合でも風向風速計１０の検出精度を確保できる。さらに、風向風速計１０内部に発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥを有していないため、経年変化により劣化した光素子（発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥ）の取り替え作業を、風向風速計１０毎に実施する必要がない。例えば、発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥが設置された観測局で光素子の取り替え作業を一括してできるため、メンテナンス性が良い。

図５は、本発明の第２の実施形態の断面図を示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速計１０Ａは、第１の実施形態の風向風速計１０に第１伝送用光ファイバ８０、第２伝送用光ファイバ８２、光波長分波器８４および光波長合波器８６が追加されて構成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。また、この実施形態の風向風速計１０Ａは、風向の検出に使用する光信号Ｓ１−Ｓ４を多重化する点が第１の実施形態と異なる。なお、風速は、第１の実施形態と同様の動作で測定される。

第１伝送用光ファイバ８０は、例えば、１本（１芯）の光ファイバであり、風向風速計１０Ａの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長合波器ＣＯＭにより、多重化された光信号ＷＤＭ１を風向風速計１０Ａまで伝送する。例えば、図示しない観測局に設置された光波長合波器ＣＯＭは、発光素子ＥＯが発した異なる波長（λ１−λ４）の光信号Ｓ１−Ｓ４を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を第１伝送用光ファイバ８０に伝送する。

第２伝送用光ファイバ８２は、例えば、１本（１芯）の光ファイバであり、風向風速計１０Ａ内の光波長合波器８６により多重化された光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を、風向風速計１０Ａの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長分波器ＤＩＶに伝送する。例えば、図示しない観測局に設置された光波長分波器ＤＩＶは、第２伝送用光ファイバ８２から受けた多重化された光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４を受光素子ＯＥに伝送する。

光波長分波器８４は、第１伝送用光ファイバ８０と第２発光用光ファイバ６４との間に設けられ、第１伝送用光ファイバ８０が受けた多重化された光信号ＷＤＭ１を波長毎（λ１−λ４）に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４を第２発光用光ファイバ６４にそれぞれ伝送する。これにより、光信号Ｓ１−Ｓ４は、第１の実施形態と同様に、風向用回転円板４４に形成された風向用穴４６を介して、第２発光用光ファイバ６４から第２受光用光ファイバ６６にそれぞれ伝送される。

光波長合波器８６は、第２受光用光ファイバ６６と第２伝送用光ファイバ８２との間に設けられ、第２受光用光ファイバが受けた異なる波長（λ１−λ４）の光信号Ｓ１−Ｓ４を多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を第２伝送用光ファイバ８２に伝送する。これにより、例えば、図示しない観測局は、第２伝送用光ファイバ８２を介して伝送された光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を、光波長分波器ＤＩＶを用いて波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せに基づいて風向を算出できる。

風向風速計１０Ａは、風向の検出に使用する光信号Ｓ１−Ｓ４の送受信を波長分割多重方式で多重化された光信号ＷＤＭ１の送受信で実現できる。この結果、風向風速計１０Ａと外部（例えば、観測局）との送受信用の配線を、１芯の光ファイバ８０、８２にできるため、風向風速計１０Ａと外部（例えば、観測局）間の配線（光ファイバ８０、８２）の設置を簡易にできる。

図６は、図５に示した風向風速計１０Ａで使用する多重化された光信号ＷＤＭ１と風向との関係の一例を示している。図中の上の図は、第１伝送用光ファイバ８０により伝送される多重化された光信号ＷＤＭ１を示している。また、図中の下の図は、第２伝送用光ファイバ８２により伝送される多重化された光信号ＷＤＭ１を示している。図中の破線は、図５に示した風向用回転円板４４により遮断された光信号を示している。換言すれば、図中の破線は、図５に示した第２受光用光ファイバ６６が受けていない光信号を示している。なお、図中の例では、風向Ｄが北東（ＮＥ）の場合を示している。

第１伝送用光ファイバ８０により伝送される光信号ＷＤＭ１は、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４（波長λ１、λ２、λ３、λ４）が多重化されている。このため、この光信号ＷＤＭ１は、波長λ１、λ２、λ３、λ４に光強度のピークがそれぞれ現れる。そして、この光信号ＷＤＭ１は、図５に示した光波長分波器８４により、波長毎（λ１−λ４）に分波され、第２発光用光ファイバ６４にそれぞれ伝送される。

図中の例（風向Ｄ＝北東（ＮＥ））では、上述した図３に示した風向用回転円板４４が、図４に示した光信号と風向との関係に基づいて回転する場合、光信号Ｓ３（波長λ３）が風向用回転円板４４により遮断される。したがって、図５に示した光波長合波器８６は、波長λ１、λ２、λ４の光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ１を第２伝送用光ファイバ８２に伝送する。すなわち、第２伝送用光ファイバ８２により伝送される光信号ＷＤＭ１は、波長λ３の光信号Ｓ３を有していない。このため、この光信号ＷＤＭ１は、波長λ１、λ２、λ４に光強度のピークがそれぞれ現れる。この結果、例えば、図示しない観測局は、第２伝送用光ファイバ８２により伝送される光信号ＷＤＭ１を解析（例えば、分波）することにより、光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せを検出でき、図４に示した光信号Ｓ１−Ｓ４と風向との関係に基づいて風向を算出できる。

以上、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、風向風速計１０Ａは、風向風速計１０Ａの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥとの通信を波長分割多重方式で多重化された光信号ＷＤＭ１の送受信で実現できる。この結果、風向風速計１０Ａと外部（例えば、観測局）間の配線を１芯の光ファイバ６０、６２、８０、８２のみにできるため、配線（光ファイバ６０、６２、８０、８２）の設置を簡易にできる。

図７は、本発明の第３の実施形態の断面図を示している。第２の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速計１０Ｂは、第２の実施形態の風向風速計１０Ａの光波長分波器８４および光波長合波器８６の代わりに、光波長分波器８４Ａおよび光波長合波器８６Ａが設けられている。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。また、この実施形態の風向風速計１０Ｂは、風向および風速の検出に使用する光信号Ｓ１−Ｓ５を多重化する点が第２の実施形態と異なる。

第１伝送用光ファイバ８０は、風向風速計１０Ｂの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長合波器ＣＯＭ２により、多重化された光信号ＷＤＭ２を風向風速計１０Ｂまで伝送する。例えば、図示しない観測局に設置された光波長合波器ＣＯＭ２は、風向の検出に使用する光信号Ｓ１−Ｓ４（波長λ１−λ４）および風速の検出に使用する光信号Ｓ５（波長λ５）を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を第１伝送用光ファイバ８０に伝送する。

第２伝送用光ファイバ８２は、風向風速計１０Ｂ内の光波長合波器８６Ａにより多重化された光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を、風向風速計１０Ｂの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長分波器ＤＩＶ２に伝送する。例えば、図示しない観測局に設置された光波長分波器ＤＩＶ２は、第２伝送用光ファイバ８２から受けた多重化された光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ５を受光素子ＯＥに伝送する。

光波長分波器８４Ａは、第１伝送用光ファイバ８０と第１発光用光ファイバ６０および第２発光用光ファイバ６４との間に設けられ、第１伝送用光ファイバ８０が受けた多重化された光信号ＷＤＭ２を波長毎（λ１−λ５）に分波する。そして、光波長分波器８４Ａは、分波した光信号Ｓ５およびＳ１−Ｓ４を第１発光用光ファイバ６０および第２発光用光ファイバ６４にそれぞれ伝送する。これにより、光信号Ｓ５は、第２の実施形態と同様に、風速用回転円板５２に形成された風速用穴５４を介して、第１発光用光ファイバ６０から第１受光用光ファイバ６２に伝送される。また、光信号Ｓ１−Ｓ４は、第２の実施形態と同様に、風向用回転円板４４に形成された風向用穴４６を介して、第２発光用光ファイバ６４から第２受光用光ファイバ６６にそれぞれ伝送される。なお、図の例では、風速用回転円板５２の下側（基台２０の底面側）に第１受光用光ファイバ６２を配置しているが、第２の実施形態と同様に、風速用回転円板５２の上側に第１受光用光ファイバ６２を配置してもよい。

光波長合波器８６Ａは、第１受光用光ファイバ６２および第２受光用光ファイバ６６と第２伝送用光ファイバ８２との間に設けられ、第２受光用光ファイバ６６が受けた光信号Ｓ１−Ｓ４（波長λ１−λ４）および第１受光用光ファイバ６２が受けた光信号Ｓ５（波長λ５）を波長分割多重方式で多重化する。そして、光波長合波器８６Ａは、多重化した光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を第２伝送用光ファイバ８２に伝送する。これにより、例えば、図示しない観測局は、第２伝送用光ファイバ８２を介して伝送された光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を、光波長分波器ＤＩＶ２を用いて波長毎に分波する。そして、観測局は、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４およびＳ５に基づいて、風向および風速をそれぞれ算出できる。

以上、第３の実施形態においても、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、風向風速計１０Ｂは、風向および風速の検出に使用する光信号Ｓ１−Ｓ５を波長分割多重方式で多重化された光信号ＷＤＭ２で送受信できる。この結果、風向風速計１０Ｂと外部（例えば、観測局）間の配線を１芯の光ファイバ８０、８２のみにできるため、配線（光ファイバ８０、８２）の設置を簡易にできる。

図８は、本発明の第４の実施形態の断面図を示している。第３の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速計１０Ｃは、第３の実施形態の風向風速計１０Ｂの風向用回転円板４４、第２発光用光ファイバ６４、第２受光用光ファイバ６６、光波長分波器８４Ａおよび光波長合波器８６Ａの代わりに、風向用回転円板４４Ａ、第２発光用光ファイバ６４Ａ、第２受光用光ファイバ６６Ａ、光波長分波器８４Ｂおよび光波長合波器８６Ｂが設けられている。また、風向用回転円板４４Ａは、複数の風向用穴４６とは別に、同心円上に所定の角度を置いて形成された複数の風速補正用穴４７を有している。その他の構成は、第３の実施形態と同じである。また、この実施形態の風向風速計１０Ｃは、垂直回転部材４２の回転速度を検出する点が第３の実施形態と異なる。

風速用回転円板５２は、プロペラ３０の回転に加えて、垂直回転部材４２の回転に伴い回転する。このため、風速用回転円板５２の回転速度に基づいて検出された風速は、誤差を含んでいる場合がある。したがって、精度の高い風速値を算出する場合、風向風速計１０Ｃは、垂直回転部材４２の回転速度を検出する必要がある。
第２発光用光ファイバ６４Ａは、光信号Ｓ１−Ｓ４およびＳ６（波長λ１−λ４およびλ６）を、風向用回転円板４４Ａに向けて発する。ここで、光信号Ｓ６（波長λ６）は、風向体４０の回転に伴い回転する垂直回転部材４２の回転速度の検出に使用される。また、第２受光用光ファイバ６６Ａは、第２発光用光ファイバ６４Ａから光信号Ｓ１−Ｓ４およびＳ６（波長λ１−λ４およびλ６）を、風向用回転円板４４Ａの風向用穴４６および風速補正用穴４７を介してそれぞれ受信する。

第１伝送用光ファイバ８０は、風向風速計１０Ｃの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長合波器ＣＯＭ３により、多重化された光信号ＷＤＭ３（波長λ１−λ６）を風向風速計１０Ｃまで伝送する。第２伝送用光ファイバ８２は、風向風速計１０Ｃ内の光波長合波器８６Ｂにより多重化された光信号ＷＤＭ３（波長λ１−λ６）を、風向風速計１０Ｃの外部（例えば、遠方の観測局）に設置された光波長分波器ＤＩＶ３に伝送する。

光波長分波器８４Ｂは、第１伝送用光ファイバ８０が受けた多重化された光信号ＷＤＭ３を波長毎（λ１−λ６）に分波する。そして、光波長分波器８４Ｂは、分波した光信号Ｓ５を第１発光用光ファイバ６０に伝送し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４、Ｓ６を第２発光用光ファイバ６４Ａにそれぞれ伝送する。
光波長合波器８６Ｂは、第２受光用光ファイバ６６Ａが受けた光信号Ｓ１−Ｓ４、Ｓ６（波長λ１−λ４、λ６）および第１受光用光ファイバ６２が受けた光信号Ｓ５（波長λ５）を波長分割多重方式で多重化する。そして、光波長合波器８６Ｂは、多重化した光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を第２伝送用光ファイバ８２に伝送する。

これにより、風向風速計１０Ｃは、風向用回転円板４４Ａの回転に伴う風速補正用穴４７の回転により、光信号Ｓ６を透過および遮断し、対応する第２受光用光ファイバ６６Ａが受ける光信号Ｓ６のパターンあるいはレベルを変化させる。したがって、受光素子ＯＥが受信する光信号Ｓ６のパターンあるいはレベルは、風向用回転円板４４Ａの回転速度、すなわち、垂直回転部材４２の回転速度により変化する。例えば、受光素子ＯＥが設置された観測局では、この光信号Ｓ６のパターンあるいはレベルから垂直回転部材４２の回転速度を算出できる。この結果、観測局は、風向体４０の回転（垂直回転部材４２の回転）により生じた誤差を含んだ風速値を、算出した垂直回転部材４２の回転速度に基づいて補正できる。

図９は、図８に示した風向風速計１０Ｃの風向用回転円板４４Ａの外形の一例を示している。第１の実施形態（図３）で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。図９は、図８に示した基台２０の底面（風向体４０と反対側の面）から見た風向用回転円板４４Ａを示している。
風向用回転円板４４Ａは、複数の風向用穴４６（図の網掛け部分）とは別に、同心円上に所定の角度（例えば、１０度）を置いて形成された複数の風速補正用穴４７を有している。図中の例では、風速補正用穴４７の間隔（角度）を、上述した図２に示した風速用穴５４の間隔（角度）より小さくしているため、垂直回転部材４２の回転速度を、風速の検出精度に比べて高い精度で検出できる。なお、風速補正用穴４７の間隔（角度）は、風速用穴５４の間隔（角度）と同じでもよいし、大きくてもよい。

上述した図８に示した第２発光用光ファイバ６４Ａおよび第２受光用光ファイバ６６Ａは、風向用回転円板４４Ａの回転に伴い回転する風速補正用穴４７を介して光信号Ｓ６の送受信を実施する。これにより、垂直回転部材４２の回転速度は、第１の実施形態で説明した風速値の算出方法と同様の方法で算出される。
以上、第４の実施形態においても、上述した第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、風向風速計１０Ｃは、垂直回転部材４２の回転速度を検出できる。この結果、例えば、風向風速計１０Ｃに接続された観測局は、風向体４０の回転（垂直回転部材４２の回転）により生じた誤差を含んだ風速値を、算出した垂直回転部材４２の回転速度に基づいて補正でき、精度の高い風速値を算出できる。

図１０は、本発明の第５の実施形態を示している。図１０は、風向風速計１０を断面図で示し、観測局１００をブロック図で示している。第１の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速監視装置１は、観測局１００および第１の実施形態の風向風速計１０を有している。

観測局１００は、発光部１０２、１０６、受光部１０４、１０８、風速演算部１１０、風向演算部１１２および電源１２０を有している。発光部１０２（風速用発光部）は、発光素子ＥＯ（第１発光素子）から出力される光信号Ｓ５を第１発光用光ファイバ６０に伝送する。受光部１０４（風速用受光部）は、第１受光用光ファイバ６２を介して伝送される光信号Ｓ５を受光素子ＯＥ（第１受光素子）で受ける。そして、風速演算部１１０は、受光部１０４で受けた光信号Ｓ５に基づいて、第１の実施形態で説明した風速値の算出方法と同様の方法で、風速値を算出する。

発光部１０６（風向用発光部）は、複数の発光素子ＥＯ（第２発光素子）から出力される光信号Ｓ１−Ｓ４を第２発光用光ファイバ６４に伝送する。受光部１０８（風向用受光部）は、第２受光用光ファイバ６６を介して伝送される光信号Ｓ１−Ｓ４を複数の受光素子ＯＥ（第２受光素子）でそれぞれ受ける。そして、風向演算部１１２は、受光部１０８で受けた光信号Ｓ１−Ｓ４の組合せに基づいて、第１の実施形態で説明した風向の算出方法と同様の方法で、風向を算出する。電源部１２０は、発光部１０２、１０６、受光部１０４、１０８、風速演算部１１０、風向演算部１１２に電源電圧を供給する。

以上、第４の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。風向風速計１０と観測局１００との通信を光ファイバ６０−６４を用いた光信号Ｓ１−Ｓ５の送受信で実現できるため、通信時の雷やノイズの影響を低減させることができる。また、風向風速計１０は、内部に発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥを有していないため、電源を必要としない。換言すれば、電源電圧降下による光素子（発光素子ＥＯ、受光素子ＯＥ）の性能の低下を防止するために、風向風速計１０と観測局１００との距離を近くする必要がない。このため、風向風速計１０と観測局１００との距離が遠い場合でも風向風速計１０の検出精度を確保できる。さらに、経年変化により劣化した光素子（発光素子ＥＯおよび受光素子ＯＥ）の取り替え作業を、観測局１００で一括してできるため、メンテナンス性が良い。

図１１は、本発明の第６の実施形態を示している。図１１は、風向風速計１０Ａを断面図で示し、観測局１００Ａをブロック図で示している。第２および第５の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速監視装置１Ａは、観測局１００Ａおよび第２の実施形態の風向風速計１０Ａを有している。観測局１００Ａは、第５の実施形態の観測局１００に、光波長合波器ＣＯＭおよび光波長分波器ＤＩＶが追加されて構成されている。観測局１００Ａのその他の構成は、第５の実施形態の観測局１００と同じである。

光波長合波器ＣＯＭは、発光部１０６内の発光素子ＥＯが発した異なる波長（λ１−λ４）の光信号Ｓ１−Ｓ４を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を第１伝送用光ファイバ８０に伝送する。また、光波長分波器ＤＩＶは、第２伝送用光ファイバ８２から受けた多重化された光信号ＷＤＭ１（波長λ１−λ４）を波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４を受光部１０８内の受光素子ＯＥにそれぞれ伝送する。

以上、第６の実施形態においても、上述した第２および第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。
図１２は、本発明の第７の実施形態を示している。図１２は、風向風速計１０Ｂを断面図で示し、観測局１００Ｂをブロック図で示している。第３および第６の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速監視装置１Ｂは、観測局１００Ｂおよび第３の実施形態の風向風速計１０Ｂを有している。観測局１００Ｂは、第６の実施形態の観測局１００Ａの光波長合波器ＣＯＭおよび光波長分波器ＤＩＶの代わりに、光波長合波器ＣＯＭ２および光波長分波器ＤＩＶ２が設けられている。観測局１００Ｂのその他の構成は、第６の実施形態の観測局１００Ａと同じである。

光波長合波器ＣＯＭ２は、発光部１０６内の発光素子ＥＯが発した光信号Ｓ１−Ｓ４（波長λ１−λ４）および発光部１０２内の発光素子ＥＯが発した光信号Ｓ５（波長λ５）を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を第１伝送用光ファイバ８０に伝送する。また、光波長分波器ＤＩＶ２は、第２伝送用光ファイバ８２から受けた多重化された光信号ＷＤＭ２（波長λ１−λ５）を波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４を受光部１０８内の受光素子ＯＥにそれぞれ伝送し、分波した光信号Ｓ５を受光部１０４内の受光素子ＯＥに伝送する。

以上、第７の実施形態においても、上述した第３および第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。
図１３は、本発明の第８の実施形態を示している。図１３は、風向風速計１０Ｃを断面図で示し、観測局１００Ｃをブロック図で示している。第４および第７の実施形態で説明した要素と同一の要素については、同一の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。この実施形態の風向風速監視装置１Ｃは、観測局１００Ｃおよび第４の実施形態の風向風速計１０Ｃを有している。観測局１００Ｃは、第７の実施形態の観測局１００Ｂの発光部１０６、受光部１０８、光波長合波器ＣＯＭ２および光波長分波器ＤＩＶ２の代わりに、発光部１０６Ａ、受光部１０８Ａ、光波長合波器ＣＯＭ３および光波長分波器ＤＩＶ３が設けられ、軸速度演算部１１４および風速補正演算部１１６が追加されて構成されている。観測局１００Ｃのその他の構成は、第７の実施形態の観測局１００Ｂと同じである。

発光部１０６Ａは、複数の発光素子ＥＯ（第２発光素子）から出力される光信号Ｓ１−Ｓ４およびＳ６を光波長合波器ＣＯＭ３に伝送する。受光部１０８Ａは、光波長分波器ＤＩＶ３により分波された光信号Ｓ１−Ｓ６のうち光信号Ｓ１−Ｓ４およびＳ６を受光素子ＯＥでそれぞれ受ける。そして、軸速度演算部１１４は、受光部１０８Ａで受けた光信号Ｓ６に基づいて、垂直回転部材４２の回転速度を算出する。また、風速補正演算部１１６は、風速演算部１１０により算出され、風向体４０の回転（垂直回転部材４２の回転）により生じた誤差を含んだ風速値を、軸速度演算部１１４により算出された垂直回転部材４２の回転速度に基づいて補正する。これにより、風向風速監視装置１Ｃは、精度の高い風速値を算出できる。

光波長合波器ＣＯＭ３は、発光部１０６Ａ内の発光素子ＥＯが発した光信号Ｓ１−Ｓ４、Ｓ６（波長λ１−λ４、λ６）および発光部１０２内の発光素子ＥＯが発した光信号Ｓ５（波長λ５）を波長分割多重方式で多重化し、多重化した光信号ＷＤＭ３（波長λ１−λ６）を第１伝送用光ファイバ８０に伝送する。また、光波長分波器ＤＩＶ３は、第２伝送用光ファイバ８２から受けた多重化された光信号ＷＤＭ３（波長λ１−λ６）を波長毎に分波し、分波した光信号Ｓ１−Ｓ４、Ｓ６を受光部１０８Ａ内の受光素子ＯＥにそれぞれ伝送し、分波した光信号Ｓ５を受光部１０４内の受光素子ＯＥに伝送する。

以上、第６の実施形態においても、上述した第４および第７の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した実施形態では、風速用回転円板５２に形成される風速用穴５４を図２で示した配置にする例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、風速用回転円板５２Ａの縁に沿って風速用穴５４Ａ（切欠き）を形成してもよい。なお、風速用穴は、上述した図２に示したように丸形でもよいし、同心円に沿った円弧状のスリットでもよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態では、第１傘歯車３４と第２傘歯車５２との歯数の比を限定していないが、歯数の比は、１：１でもよいし、Ｎ：１（Ｎは正の整数）あるいは１：Ｎ（Ｎは正の整数）でもよい。例えば、第１傘歯車３４と第２傘歯車５２との歯数の比をＮ：１（Ｎは正の整数）にした場合、風速用回転円板５２の回転速度は、プロペラ３０の回転速度のＮ倍になるため、風向体４０の回転（垂直回転部材４２の回転）により生じる誤差を無視できるレベルに小さくできる。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態では、１つの観測局１００（１００Ａ−１００Ｃ）に対して１つの風向風速計１０（１０Ａ−１０Ｃ）を設置する例について述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。例えば、１つの観測局１００（１００Ａ−１００Ｃ）に対して複数の風向風速計１０（１０Ａ−１０Ｃ）を設置してもよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。

本発明は、風の強さおよび風の向きを測定する風向風速計および風向風速監視装置に利用できる。

本発明の第１の実施形態を示す断面図である。 図１に示した風向風速計の風速用回転円板の一例を示す外形図である。 図１に示した風向風速計の風向用回転円板の一例を示す外形図である。 図１および図３に示した風向用回転円板を用いたときに第２受光用光ファイバが受ける光信号と風向との関係の一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態を示す断面図である。 図５に示した風向風速計で使用する多重化された光信号と風向との関係の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態を示す断面図である。 図８に示した風向風速計の風向用回転円板の一例を示す外形図である。 本発明の第５の実施形態を示す断面図およびブロック図である。 本発明の第６の実施形態を示す断面図およびブロック図である。 本発明の第７の実施形態を示す断面図およびブロック図である。 本発明の第８の実施形態を示す断面図およびブロック図である。 風速用回転円板の別の例を示す外形図である。

符号の説明

１、１Ａ-１Ｃ‥風向風速監視装置；１０、１０Ａ−１０Ｃ‥風向風速計；２０‥基台；３０‥プロペラ；３２‥回転軸；３４、５２‥傘歯車；４０‥風向体；４２‥垂直回転部材；４４、４４Ａ‥風向用回転円板；４６‥風向用穴；４７‥風速補正用穴；５０‥垂直回転軸；５２、５２Ａ‥風速用回転円板；５４‥風速用穴；６０、６２、６４、６６、６４Ａ、６６Ａ、８０、８２‥光ファイバ；７０、７２、７４‥軸受け；８４、８４Ａ、８４Ｂ、ＤＩＶ、ＤＩＶ１−３‥光波長分波器；８６、８６Ａ、８６Ｂ、ＣＯＭ、ＣＯＭ１−３‥光波長合波器；１００、１００Ａ−１００Ｃ‥観測局；１０２、１０６、１０６Ａ‥発光部；１０４、１０８、１０８Ａ‥受光部；１１０‥風速演算部；１１２‥風向演算部；１１４‥軸速度演算部；１１６‥風速補正演算部；１２０‥電源；ＥＯ‥発光素子；ＯＥ‥受光素子；Ｓ１−Ｓ６‥光信号；ＷＤＭ１−ＷＤＭ３‥多重化された光信号；λ１−λ６‥光信号の波長

Claims (6)

1. 基台と、前記基台に支持され、受ける風の強さに応じて回転するプロペラが取り付けられ、風の向きに合わせて前記基台に対して回転する風向体とを有し、風速および風向を測定するために、前記プロペラの回転速度および前記風向体と前記基台との相対角度をそれぞれ検出する風向風速計において、
   前記プロペラに接続され、前記プロペラとともに回転する回転軸と、
   前記回転軸に設けられた第１傘歯車と、
   前記風向体に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に延在し、前記基台に回転自在に支持される筒状の垂直回転部材と、
   前記垂直回転部材に挿入され、前記垂直回転部材に回転自在に支持される垂直回転軸と、
   前記垂直回転軸に設けられ、前記第１傘歯車に噛み合わせられた第２傘歯車と、
   前記垂直回転軸の前記基台側に設けられ、前記垂直回転軸の中心から同心円上に形成された複数の風速用穴を有する風速用回転円板と、
   前記風速用回転円板を挟み、前記風速用穴を介して互いに対向する位置に配置され、発光素子に接続させる第１発光用光ファイバおよび受光素子に接続させる第１受光用光ファイバと、
   前記垂直回転部材における前記プロペラ側と反対側に設けられ、前記相対角度毎に異なる組合せを有し、放射方向に沿って形成された複数の風向用穴を有する風向用回転円板と、
   前記風向用回転円板を挟み、前記風向用穴を介して互いに対向する位置に配置され、発光素子に接続させる複数の第２発光用光ファイバおよび受光素子に接続させる複数の第２受光用光ファイバとを備え、
   前記風向用回転円板は、前記風向用穴とは別に、同心円上に所定の角度を置いて形成された複数の風速補正用穴を有し、
   前記第２発光用光ファイバの１つは、前記風速補正用穴を介して、対応する前記第２受光用光ファイバに光信号を伝送することを特徴とする風向風速計。
2. 請求項１記載の風向風速計において、
   波長分割多重方式により多重化された光信号を伝送する第１および第２伝送用光ファイバと、
   前記第１伝送用光ファイバと前記第２発光用光ファイバとの間に設けられ、前記第１伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記第２発光用光ファイバにそれぞれ伝送する光波長分波器と、
   前記第２受光用光ファイバと前記第２伝送用光ファイバとの間に設けられ、前記第２受光用光ファイバが受けた波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第２伝送用光ファイバに伝送する光波長合波器とを備えていることを特徴とする風向風速計。
3. 請求項２記載の風向風速計において、
   前記光波長分波器は、前記第１伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記第１および第２発光用光ファイバにそれぞれ伝送し、
   前記光波長合波器は、前記第１および第２受光用光ファイバが受けた波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第２伝送用光ファイバに伝送することを特徴とする風向風速計。
4. 基台と、前記基台に支持され、受ける風の強さに応じて回転するプロペラが取り付けられ、風の向きに合わせて前記基台に対して回転する風向体とを有し、風速および風向を測定するために、前記プロペラの回転速度および前記風向体と前記基台との相対角度をそれぞれ検出する風向風速計と、前記風向風速計から受ける光信号に基づいて風速および風向を算出する観測局とを備えた風向風速監視装置であって、
   前記風向風速計は、
   前記プロペラに接続され、前記プロペラとともに回転する回転軸と、
   前記回転軸に設けられた第１傘歯車と、
   前記風向体に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に延在し、前記基台に回転自在に支持される筒状の垂直回転部材と、
   前記垂直回転部材に挿入され、前記垂直回転部材に回転自在に支持される垂直回転軸と、
   前記垂直回転軸に設けられ、前記第１傘歯車に噛み合わせられた第２傘歯車と、
   前記垂直回転軸の前記基台側に設けられ、前記垂直回転軸の中心から同心円上に形成された複数の風速用穴を有する風速用回転円板と、
   前記風速用回転円板を挟み、前記風速用穴を介して互いに対向する位置に配置され、第１発光素子から出力される光信号を伝送する第１発光用光ファイバおよび第１受光素子に受けさせる光信号を伝送する第１受光用光ファイバと、
   前記垂直回転部材における前記プロペラ側と反対側に設けられ、前記相対角度毎に異なる組合せを有し、放射方向に沿って形成された複数の風向用穴を有する風向用回転円板と、
   前記風向用回転円板を挟み、前記風向用穴を介して互いに対向する位置に配置され、第２発光素子から出力される光信号を伝送する複数の第２発光用光ファイバおよび第２受光素子に受けさせる光信号を伝送する複数の第２受光用光ファイバとを備え、
   前記風向用回転円板は、前記風向用穴とは別に、同心円上に所定の角度を置いて形成された複数の風速補正用穴を有し、
   前記第２発光用光ファイバの１つは、前記風速補正用穴を介して、対応する前記第２受光用光ファイバに光信号を伝送し、
   前記観測局は、
   前記第１発光素子を有し、前記第１発光素子から出力される光信号を前記第１発光用光ファイバに伝送する風速用発光部と、
   前記第１受光素子を有し、前記第１受光用光ファイバを介して伝送される光信号を前記第１受光素子で受ける風速用受光部と、
   前記風速用受光部で受けた光信号に基づいて、風速値を算出する風速演算部と、
   前記第２発光素子を有し、前記第２発光素子から出力される光信号を前記第２発光用光ファイバにそれぞれ伝送する風向用発光部と、
   前記第２受光素子を有し、前記第２受光用光ファイバを介して伝送される光信号を前記第２受光素子で受ける風向用受光部と、
   前記風向用受光部で受けた光信号に基づいて、風向を算出する風向演算部と、
   前記風速補正用穴を通過した光信号に基づいて、前記垂直回転部材の回転速度を算出する軸速度演算部と、
   前記軸速度演算部により算出された回転速度に基づいて、前記風速演算部により算出された風速値を補正する風速補正演算部とを備えていることを特徴とする風向風速監視装置。
5. 請求項４記載の風向風速監視装置において、
   前記風向風速計は、
   波長分割多重方式により多重化された光信号を伝送する第１および第２伝送用光ファイバと、
   前記第１伝送用光ファイバと前記第２発光用光ファイバとの間に設けられ、前記第１伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記第２発光用光ファイバにそれぞれ伝送する第１光波長分波器と、
   前記第２受光用光ファイバと前記第２伝送用光ファイバとの間に設けられ、前記第２受光用光ファイバが受けた波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第２伝送用光ファイバに伝送する第１光波長合波器とを備え、
   前記観測局は、
   前記風向用発光部と前記第１伝送用光ファイバとの間に設けられ、前記風向用発光部から出力される波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第１伝送用光ファイバに伝送する第２光波長合波器と、
   前記第２伝送用光ファイバと前記風向用受光部との間に設けられ、前記第２伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記風向用受光部に伝送する第２光波長分波器とを備えていることを特徴とする風向風速監視装置。
6. 請求項５記載の風向風速監視装置において、
   前記第１光波長分波器は、前記第１伝送用光ファイバと前記第１および第２発光用光ファイバとの間に設けられ、前記第１伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記第１および第２発光用光ファイバにそれぞれ伝送し、
   前記第１光波長合波器は、前記第１および第２受光用光ファイバと前記第２伝送用光ファイバとの間に設けられ、前記第１および第２受光用光ファイバが受けた波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第２伝送用光ファイバに伝送し、
   前記第２光波長合波器は、前記風向用発光部および前記風速用発光部と前記第１伝送用光ファイバとの間に設けられ、前記風向用発光部および前記風速用発光部から出力される波長の異なる複数の光信号を多重化し、多重化した光信号を前記第１伝送用光ファイバに伝送し、
   前記第２光波長分波器は、前記第２伝送用光ファイバと前記風向用受光部および前記風速用受光部との間に設けられ、前記第２伝送用光ファイバが受けた多重化された光信号を波長毎に分波し、分波した光信号を前記風向用受光部および前記風速用受光部にそれぞれ伝送することを特徴とする風向風速監視装置。

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