JPH0843421A - 超音波式風速計 - Google Patents
超音波式風速計Info
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- JPH0843421A JPH0843421A JP17423094A JP17423094A JPH0843421A JP H0843421 A JPH0843421 A JP H0843421A JP 17423094 A JP17423094 A JP 17423094A JP 17423094 A JP17423094 A JP 17423094A JP H0843421 A JPH0843421 A JP H0843421A
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- wind
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波式風速計自身による風の流れの乱れを
抑制する。 【構成】 超音波の伝搬時間の変化から風速、風向を計
測する超音波式風速計に、超音波を送信する超音波出射
口及び超音波を受信する超音波入射口を同一面に有しか
つ直交する２軸方向に配置され、風を２軸方向の成分に
分解して検出するための送信用超音波素子２４及び受信
用超音波素子２３１、２３２と、該送信用超音波素子及
び受信用超音波素子を収容するケース２１、２５とが設
けられる。反射板２２は超音波出射口及び超音波入射口
と対向して位置し、超音波を反射する。伝搬時間検出手
段３０３は超音波送信から超音波反射を経て超音波受信
までの超音波伝搬時間を検出する。温度補正回路３０５
は温度センサを有し、前記伝搬時間検出手段による超音
波伝搬速度の温度補正を行う。風速・風向演算回路６３
は温度補正回路による補正超音波伝搬速度を基に、風
速、風向を算出する。
抑制する。 【構成】 超音波の伝搬時間の変化から風速、風向を計
測する超音波式風速計に、超音波を送信する超音波出射
口及び超音波を受信する超音波入射口を同一面に有しか
つ直交する２軸方向に配置され、風を２軸方向の成分に
分解して検出するための送信用超音波素子２４及び受信
用超音波素子２３１、２３２と、該送信用超音波素子及
び受信用超音波素子を収容するケース２１、２５とが設
けられる。反射板２２は超音波出射口及び超音波入射口
と対向して位置し、超音波を反射する。伝搬時間検出手
段３０３は超音波送信から超音波反射を経て超音波受信
までの超音波伝搬時間を検出する。温度補正回路３０５
は温度センサを有し、前記伝搬時間検出手段による超音
波伝搬速度の温度補正を行う。風速・風向演算回路６３
は温度補正回路による補正超音波伝搬速度を基に、風
速、風向を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波を用いて風速、風
向を検出する超音波式風速計に関する。特に、本発明は
超音波式風速計自身による風の流れの乱れを抑制できる
超音波式風速計に関する。
向を検出する超音波式風速計に関する。特に、本発明は
超音波式風速計自身による風の流れの乱れを抑制できる
超音波式風速計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来このような分野の技術として、特開
昭５７−７７９６５号公報に記載されている車両の風
速、風向センサがある。これには車両の車体上部に、車
両の風速、風向を測定するために対向する一対の超音波
送波器及び超音波受波器が二対配設され、二対のものの
配置が同一面に相互に直交するように記載されている。
昭５７−７７９６５号公報に記載されている車両の風
速、風向センサがある。これには車両の車体上部に、車
両の風速、風向を測定するために対向する一対の超音波
送波器及び超音波受波器が二対配設され、二対のものの
配置が同一面に相互に直交するように記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記車
両の風速、風向センサでは、一方の一対の超音波送波器
及び超音波受波器に対する風の流れは、他方の一対の超
音波送波器及び超音波受波器により乱され、この逆の場
合にも風の流れは乱されるので、風速、風向検出精度が
悪化するという問題点がある。
両の風速、風向センサでは、一方の一対の超音波送波器
及び超音波受波器に対する風の流れは、他方の一対の超
音波送波器及び超音波受波器により乱され、この逆の場
合にも風の流れは乱されるので、風速、風向検出精度が
悪化するという問題点がある。
【０００４】したがって、本発明は上記問題点に鑑み、
相互に風の流れの乱れを抑制し、風速、風向の検出精度
が向上できる超音波式風速計を提供することを目的とす
る。
相互に風の流れの乱れを抑制し、風速、風向の検出精度
が向上できる超音波式風速計を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、次の構成を有する超音波式風速計を提
供する。超音波の伝搬時間の変化から風速、風向を計測
する超音波式風速計に、超音波を送信する超音波出射口
及び超音波を受信する超音波入射口を対向面に有しかつ
直交する２軸方向に配置され、風を２軸方向の成分に分
解して検出するための送信用超音波素子及び受信用超音
波素子と、該送信用超音波素子又は受信用超音波素子の
一方が埋め込まれたルーフと一定間隔で固定されかつ他
方を収容するケースとが設けられる。伝搬時間検出手段
は前記送信用超音波素子による超音波送信から前記受信
用超音波素子による超音波受信までの超音波の伝搬時間
を検出する。風速・風向演算回路は超音波の検出伝搬時
間の変化を基に、風速、風向を算出する。
解決するために、次の構成を有する超音波式風速計を提
供する。超音波の伝搬時間の変化から風速、風向を計測
する超音波式風速計に、超音波を送信する超音波出射口
及び超音波を受信する超音波入射口を対向面に有しかつ
直交する２軸方向に配置され、風を２軸方向の成分に分
解して検出するための送信用超音波素子及び受信用超音
波素子と、該送信用超音波素子又は受信用超音波素子の
一方が埋め込まれたルーフと一定間隔で固定されかつ他
方を収容するケースとが設けられる。伝搬時間検出手段
は前記送信用超音波素子による超音波送信から前記受信
用超音波素子による超音波受信までの超音波の伝搬時間
を検出する。風速・風向演算回路は超音波の検出伝搬時
間の変化を基に、風速、風向を算出する。
【０００６】さらに、超音波の伝搬時間の変化から風
速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波を送信す
る超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口を同
一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を２軸
方向の成分に分解して検出するための送信用超音波素子
及び受信用超音波素子と、該送信用超音波素子及び受信
用超音波素子を収容するケースとが設けられる。反射板
は前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波を反射する。伝搬時間検出手段は前記送信用
超音波素子による超音波送信から前記反射板での超音波
反射を経て受信用超音波素子による超音波受信までの超
音波伝搬時間を検出する。風速・風向演算回路は、前記
反射板での超音波反射を経た超音波の検出伝搬時間の変
化を基に、風速、風向を算出する。
速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波を送信す
る超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口を同
一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を２軸
方向の成分に分解して検出するための送信用超音波素子
及び受信用超音波素子と、該送信用超音波素子及び受信
用超音波素子を収容するケースとが設けられる。反射板
は前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波を反射する。伝搬時間検出手段は前記送信用
超音波素子による超音波送信から前記反射板での超音波
反射を経て受信用超音波素子による超音波受信までの超
音波伝搬時間を検出する。風速・風向演算回路は、前記
反射板での超音波反射を経た超音波の検出伝搬時間の変
化を基に、風速、風向を算出する。
【０００７】また、温度センサを有し、前記伝搬時間検
出手段による超音波伝搬速度の温度補正を行う温度補正
回路を追加して設けてもよい。また、前記送信用超音波
素子は、２軸方向への送信を共用するため中央に配置
し、前記受信用超音波素子は、直交する２軸上に一定距
離間隔に配置し、前記ケースは、送信用超音波素子を中
心に回転対称となる形状に形成されるようにしてもよ
い。
出手段による超音波伝搬速度の温度補正を行う温度補正
回路を追加して設けてもよい。また、前記送信用超音波
素子は、２軸方向への送信を共用するため中央に配置
し、前記受信用超音波素子は、直交する２軸上に一定距
離間隔に配置し、前記ケースは、送信用超音波素子を中
心に回転対称となる形状に形成されるようにしてもよ
い。
【０００８】また、前記超音波出射口及び超音波入射口
は、指向性を持たせるために、コーン形状であってもよ
い。
は、指向性を持たせるために、コーン形状であってもよ
い。
【０００９】
【作用】本発明の超音波式風速計によれば、超音波を送
信する超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口
を対向面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を
２軸方向の成分に分解して検出するための送信用超音波
素子及び受信用超音波素子をもうけることにより、一方
の送信用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信
用超音波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すこ
とがなくなったので、従来のような風の流れの乱れを抑
制できるようになった。
信する超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口
を対向面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を
２軸方向の成分に分解して検出するための送信用超音波
素子及び受信用超音波素子をもうけることにより、一方
の送信用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信
用超音波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すこ
とがなくなったので、従来のような風の流れの乱れを抑
制できるようになった。
【００１０】さらに、超音波の伝搬時間の変化から風
速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波を送信す
る超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口を同
一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を２軸
方向の成分に分解して検出するための送信用超音波素子
及び受信用超音波素子と、該送信用超音波素子及び受信
用超音波素子を収容するケースとが設けられる。反射板
は前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波を反射することにより、同様に、一方の送信
用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信用超音
波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すことがな
くなったので、従来のような風の流れの乱れを抑制でき
るだけでなく、反射により超音波の伝搬時間変化分を大
きくでき、風速、風向の精度が向上する。
速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波を送信す
る超音波出射口及び超音波を受信する超音波入射口を同
一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、風を２軸
方向の成分に分解して検出するための送信用超音波素子
及び受信用超音波素子と、該送信用超音波素子及び受信
用超音波素子を収容するケースとが設けられる。反射板
は前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波を反射することにより、同様に、一方の送信
用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信用超音
波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すことがな
くなったので、従来のような風の流れの乱れを抑制でき
るだけでなく、反射により超音波の伝搬時間変化分を大
きくでき、風速、風向の精度が向上する。
【００１１】また、超音波伝搬速度から風速、風向を算
出するのに温度補正を行うことにより、空気中の超音波
の伝搬速度の温度依存性により発生する温度ドリフトが
補正でき精度の向上が図れる。また、前記送信用超音波
素子は、２軸方向への送信を共用するため中央に配置
し、前記受信用超音波素子は、直交する２軸上に一定距
離間隔に配置し、前記ケースは、送信用超音波素子を中
心に回転対称となる形状に形成されることにより、任意
の方向からの風に対して風検出感度が等しくなった。
出するのに温度補正を行うことにより、空気中の超音波
の伝搬速度の温度依存性により発生する温度ドリフトが
補正でき精度の向上が図れる。また、前記送信用超音波
素子は、２軸方向への送信を共用するため中央に配置
し、前記受信用超音波素子は、直交する２軸上に一定距
離間隔に配置し、前記ケースは、送信用超音波素子を中
心に回転対称となる形状に形成されることにより、任意
の方向からの風に対して風検出感度が等しくなった。
【００１２】前記超音波出射口及び超音波入射口に指向
性を持たせるために、コーン形状にすることにより、超
音波の乱反射をさらに防止できるようになる。
性を持たせるために、コーン形状にすることにより、超
音波の乱反射をさらに防止できるようになる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る超音波式風速計
が車両に取り付けられる例を示す図である。本図に示す
ように、超音波式風速計２は車両４で最も空気の流れの
乱れが少なくかつ横風を検出可能な位置、例えば、ルー
フ４１に取り付けられる。
説明する。図１は本発明の実施例に係る超音波式風速計
が車両に取り付けられる例を示す図である。本図に示す
ように、超音波式風速計２は車両４で最も空気の流れの
乱れが少なくかつ横風を検出可能な位置、例えば、ルー
フ４１に取り付けられる。
【００１４】図２は図１の超音波式風速計２の要部を示
す図である。本図に示すように、ケース２５内には送信
用超音波素子２４が収められている。ルーフ４１には受
信用超音波素子２３１、２３２（この図には記載されて
いない）が埋め込まれている。ケース２５はルーフ４１
に固定されている支柱２６に取り付けてある。ケース２
５、支柱２６は超音波式風速計２に加わる風の流れを乱
さないような構造となっている。ケース２５側には超音
波が乱反射しないように乱反射防止構造２７が施してあ
る。乱反射防止構造２７は、例えば、超音波を吸収減衰
しやすい材質で構成される。なお、ケース２５内には受
信用超音波素子２３１、２３２（この図には記載されて
いない）が収められている。ルーフ４１には送信用超音
波素子２４が埋め込まれるようにしてもよい。
す図である。本図に示すように、ケース２５内には送信
用超音波素子２４が収められている。ルーフ４１には受
信用超音波素子２３１、２３２（この図には記載されて
いない）が埋め込まれている。ケース２５はルーフ４１
に固定されている支柱２６に取り付けてある。ケース２
５、支柱２６は超音波式風速計２に加わる風の流れを乱
さないような構造となっている。ケース２５側には超音
波が乱反射しないように乱反射防止構造２７が施してあ
る。乱反射防止構造２７は、例えば、超音波を吸収減衰
しやすい材質で構成される。なお、ケース２５内には受
信用超音波素子２３１、２３２（この図には記載されて
いない）が収められている。ルーフ４１には送信用超音
波素子２４が埋め込まれるようにしてもよい。
【００１５】図３は図２の上からみた図である。本図に
示すように、送信用超音波素子２４はケース中央に配設
され、Ｘ方向、Ｙ方向への送信を共用する。受信用超音
波素子２３１、２３２は直交するＸ、Ｙ軸上に一定間隔
に配置される。風向も検出可能とするため任意の方向か
らの風に対して風検出感度が等しくなるようにケース２
５は送信用センサを中心に回転対称となる形状が望まし
い。
示すように、送信用超音波素子２４はケース中央に配設
され、Ｘ方向、Ｙ方向への送信を共用する。受信用超音
波素子２３１、２３２は直交するＸ、Ｙ軸上に一定間隔
に配置される。風向も検出可能とするため任意の方向か
らの風に対して風検出感度が等しくなるようにケース２
５は送信用センサを中心に回転対称となる形状が望まし
い。
【００１６】図４は図１の超音波式風速計２の別の要部
を示す図である。本図に示すように、ケース２１、２５
内には送信用超音波素子２４、受信用超音波素子２３
１、２３２（この図には記載されていない）が収められ
ている。送信用超音波素子２４、受信用超音波素子２３
１、２３２は同一の水平面に超音波出射口２９、第１の
超音波入射口３０、第２の超音波入射口３１（この図に
は記されていない）を下側に向けている。超音波は下方
へ向けて送信される。
を示す図である。本図に示すように、ケース２１、２５
内には送信用超音波素子２４、受信用超音波素子２３
１、２３２（この図には記載されていない）が収められ
ている。送信用超音波素子２４、受信用超音波素子２３
１、２３２は同一の水平面に超音波出射口２９、第１の
超音波入射口３０、第２の超音波入射口３１（この図に
は記されていない）を下側に向けている。超音波は下方
へ向けて送信される。
【００１７】反射板２２は送信用超音波素子２４、受信
用超音波素子２３１、２３２の超音波出射口２９、第１
の超音波入射口３０、第２の超音波入射口３１に対向し
て設けられる。ケース２５は反射板２２に支柱２６を介
し取り付けてある。ケース２１、２５、反射板２２、支
柱２６は超音波式風速計２に加わる風の流れを乱さない
ような構造となっている。
用超音波素子２３１、２３２の超音波出射口２９、第１
の超音波入射口３０、第２の超音波入射口３１に対向し
て設けられる。ケース２５は反射板２２に支柱２６を介
し取り付けてある。ケース２１、２５、反射板２２、支
柱２６は超音波式風速計２に加わる風の流れを乱さない
ような構造となっている。
【００１８】ケース２５と反射板２２間側には超音波が
乱反射しないように乱反射防止構造２７が施してある。
乱反射防止構造２７は、例えば、超音波を吸収減衰しや
すい材質で構成される。超音波出射口２９、第１の超音
波入射口３０、第２の超音波入射口３１はコーン形状に
し指向性を持たせてもよい。
乱反射しないように乱反射防止構造２７が施してある。
乱反射防止構造２７は、例えば、超音波を吸収減衰しや
すい材質で構成される。超音波出射口２９、第１の超音
波入射口３０、第２の超音波入射口３１はコーン形状に
し指向性を持たせてもよい。
【００１９】このような配置にすることにより、送信用
超音波素子２４、受信用超音波素子２３１、２３２自身
により風の流れの乱れを抑制することができるようにな
った。図４のＡ−Ａ断面は図３に示す配置と同様であ
り、送信用超音波素子２４はケース中央に配設され、Ｘ
方向、Ｙ方向への送信を共用する。
超音波素子２４、受信用超音波素子２３１、２３２自身
により風の流れの乱れを抑制することができるようにな
った。図４のＡ−Ａ断面は図３に示す配置と同様であ
り、送信用超音波素子２４はケース中央に配設され、Ｘ
方向、Ｙ方向への送信を共用する。
【００２０】受信用超音波素子２３１、２３２は直交す
るＸ、Ｙ軸上に一定間隔に配置される。風向も検出可能
とするため任意の方向からの風に対して風検出感度が等
しくなるようにケース２１、２５は送信用センサを中心
に回転対称となる形状が望ましい。図５は図３の超音波
式風速計について風のＸ成分を検出する回路部のブロッ
ク図である。本図に示すように、発振回路３０１で発生
した電気信号は送信用超音波素子２４、位相差検出回路
３０３に供給される。
るＸ、Ｙ軸上に一定間隔に配置される。風向も検出可能
とするため任意の方向からの風に対して風検出感度が等
しくなるようにケース２１、２５は送信用センサを中心
に回転対称となる形状が望ましい。図５は図３の超音波
式風速計について風のＸ成分を検出する回路部のブロッ
ク図である。本図に示すように、発振回路３０１で発生
した電気信号は送信用超音波素子２４、位相差検出回路
３０３に供給される。
【００２１】送信用超音波素子２４からは発振回路３０
１の周波数と等しい超音波が空気中に放射される。放射
された超音波は反射板２２に反射し受信用超音波素子２
３１に到達し電気信号に変換される。変換された電気信
号は増幅・整形回路３０２を介して位相差検出回路３０
３に送られ発振周波数と位相比較が行われて、得られた
位相差信号は送信用超音波素子２４による超音波送信か
ら前記反射板２２での超音波反射を経て受信用超音波素
子２３１による超音波受信までの超音波伝搬時間に変換
される。位相差信号はローパスフィルタ３０４を介して
温度補正回路３０５に出力される。
１の周波数と等しい超音波が空気中に放射される。放射
された超音波は反射板２２に反射し受信用超音波素子２
３１に到達し電気信号に変換される。変換された電気信
号は増幅・整形回路３０２を介して位相差検出回路３０
３に送られ発振周波数と位相比較が行われて、得られた
位相差信号は送信用超音波素子２４による超音波送信か
ら前記反射板２２での超音波反射を経て受信用超音波素
子２３１による超音波受信までの超音波伝搬時間に変換
される。位相差信号はローパスフィルタ３０４を介して
温度補正回路３０５に出力される。
【００２２】一方、空気中においては超音波伝搬速度は
温度依存性をもつため温度ドリフトが発生するので、温
度変化分を補償するための測温回路３０６により気温を
測定し、増幅回路３０７を介して先の位相差信号を温度
補正回路３０５で温度変化分を補正し、超音波伝搬時間
の風速変化分のみを取り出す。そして、ローパスフィル
タ３０８を介して風速信号が、以下のようにして形成さ
れる。
温度依存性をもつため温度ドリフトが発生するので、温
度変化分を補償するための測温回路３０６により気温を
測定し、増幅回路３０７を介して先の位相差信号を温度
補正回路３０５で温度変化分を補正し、超音波伝搬時間
の風速変化分のみを取り出す。そして、ローパスフィル
タ３０８を介して風速信号が、以下のようにして形成さ
れる。
【００２３】風向も検出可能とするためには風を２軸方
向の成分に分解して検出する必要があり、囲み点線部分
３０が２対必要になる。伝搬時間検出方法は位相方式に
限らず超音波をバースト発振し、受信までの伝搬時間を
検出する方式でもかまわない。図６は図３の超音波式風
速計の作用を説明する図である。本図に示すように、超
音波は送信用超音波素子２４より放射され超音波反射エ
リア２８で反射し受信用超音波素子２３１に到達する。
他の超音波反射経路は乱反射防止構造により回り込み等
の影響は少ない。
向の成分に分解して検出する必要があり、囲み点線部分
３０が２対必要になる。伝搬時間検出方法は位相方式に
限らず超音波をバースト発振し、受信までの伝搬時間を
検出する方式でもかまわない。図６は図３の超音波式風
速計の作用を説明する図である。本図に示すように、超
音波は送信用超音波素子２４より放射され超音波反射エ
リア２８で反射し受信用超音波素子２３１に到達する。
他の超音波反射経路は乱反射防止構造により回り込み等
の影響は少ない。
【００２４】無風時には超音波伝搬時間ｔ1は、音速
Ｃ、ケース２５、反射板２２間の厚みをＤ、入射角をθ
とすると、 ｔ1＝２Ｄ／（ｃｏｓθ・Ｃ） となり、これに対し、風が矢印の方向から吹いた時の超
音波伝搬時間ｔ2は、風速ｖとすると、 ｔ2＝２Ｄ／｛ｃｏｓθ・（Ｃ−ｖ）｝ となり、無風時に比較し風が吹くと伝搬時間が変化す
る。この時間変化分（ｔ2−ｔ1）を超音波送受信間の位
相変化として検出する。これにより１次元方向の風速が
検出可能となる。
Ｃ、ケース２５、反射板２２間の厚みをＤ、入射角をθ
とすると、 ｔ1＝２Ｄ／（ｃｏｓθ・Ｃ） となり、これに対し、風が矢印の方向から吹いた時の超
音波伝搬時間ｔ2は、風速ｖとすると、 ｔ2＝２Ｄ／｛ｃｏｓθ・（Ｃ−ｖ）｝ となり、無風時に比較し風が吹くと伝搬時間が変化す
る。この時間変化分（ｔ2−ｔ1）を超音波送受信間の位
相変化として検出する。これにより１次元方向の風速が
検出可能となる。
【００２５】風向を検出可能とするために、図３に示す
ように、直交する２軸に取付け、風を２軸方向の成分に
分解し検出する。風速ベクトル１１の大きさを｜ｖ｜、
風速のｘ方向成分１３をｖx,ｙ方向成分１２をｖyと
し、風向をφとすると、 ｜ｖ｜＝（ｖx2＋ｖy2）1/2 φ＝ｔａｎ-1（ｖx／ｖy） の演算を行い風向風速を算出する。
ように、直交する２軸に取付け、風を２軸方向の成分に
分解し検出する。風速ベクトル１１の大きさを｜ｖ｜、
風速のｘ方向成分１３をｖx,ｙ方向成分１２をｖyと
し、風向をφとすると、 ｜ｖ｜＝（ｖx2＋ｖy2）1/2 φ＝ｔａｎ-1（ｖx／ｖy） の演算を行い風向風速を算出する。
【００２６】図７は風向、風速を演算する回路を示す図
である。本図に示すように、風のＸ成分検出回路６１、
風のＹ成分検出回路６２からの風のＸ、Ｙ成分信号を風
速・風向信号変換回路６３に入力し風速の大きさ｜ｖ｜
６４と、風向φ６５を出力する。超音波式風速計は風の
流れを乱さないよう流線型形状で、各方向から流入する
風に対し風検出感度が等しくなるよう回転対称となるセ
ンサ形状をもち、超音波受信機が一体のケースに収めら
れているため、小型で高精度な風速、風向センサを構成
することができる。
である。本図に示すように、風のＸ成分検出回路６１、
風のＹ成分検出回路６２からの風のＸ、Ｙ成分信号を風
速・風向信号変換回路６３に入力し風速の大きさ｜ｖ｜
６４と、風向φ６５を出力する。超音波式風速計は風の
流れを乱さないよう流線型形状で、各方向から流入する
風に対し風検出感度が等しくなるよう回転対称となるセ
ンサ形状をもち、超音波受信機が一体のケースに収めら
れているため、小型で高精度な風速、風向センサを構成
することができる。
【００２７】図８は図４の超音波式風速計の変形例を示
す図である。本図に示すように、送信用超音波素子２
４、受信用超音波素子２３１と反射板２２とを入れ換え
てもよく、この場合、送信用超音波素子２４、受信用超
音波素子２３１をルーフ４１内に埋め込むようにしてよ
い。
す図である。本図に示すように、送信用超音波素子２
４、受信用超音波素子２３１と反射板２２とを入れ換え
てもよく、この場合、送信用超音波素子２４、受信用超
音波素子２３１をルーフ４１内に埋め込むようにしてよ
い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
音波を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超音
波入射口を対向面に有しかつ直交する２軸方向に配置さ
れ、風を２軸方向の成分に分解して検出するための送信
用超音波素子及び受信用超音波素子をもうけることによ
り、一方の送信用超音波素子及び受信用超音波素子が他
方の送信用超音波素子と受信用超音波素子間の風の流れ
を乱すことがなくなったので、従来のような風の流れの
乱れを抑制できるようになった。超音波の伝搬時間の変
化から風速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波
を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超音波入
射口を同一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、
風を２軸方向の成分に分解して検出するための送信用超
音波素子及び受信用超音波素子が設けられ、反射板によ
り前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波が反射されることにより、同様に、一方の送
信用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信用超
音波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すことが
なくなったので、従来のような風の流れの乱れを抑制で
きるだけでなく、超音波の伝搬時間変化分を大きくで
き、風速、風向の精度が向上する。風速、風向を算出す
るのに温度補正を行うので精度の向上が図れる。送信用
超音波素子及び受信用超音波素子を収容するケースを対
称としたので、任意の方向からの風に対して風検出感度
が等しくなった。また、風速、風向を算出するのに温度
補正を行うことにより、精度の向上が図れる。超音波出
射口及び超音波入射口に指向性を持たせるために、コー
ン形状にすることにより、超音波の乱反射をさらに防止
できるようになる。
音波を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超音
波入射口を対向面に有しかつ直交する２軸方向に配置さ
れ、風を２軸方向の成分に分解して検出するための送信
用超音波素子及び受信用超音波素子をもうけることによ
り、一方の送信用超音波素子及び受信用超音波素子が他
方の送信用超音波素子と受信用超音波素子間の風の流れ
を乱すことがなくなったので、従来のような風の流れの
乱れを抑制できるようになった。超音波の伝搬時間の変
化から風速、風向を計測する超音波式風速計に、超音波
を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超音波入
射口を同一面に有しかつ直交する２軸方向に配置され、
風を２軸方向の成分に分解して検出するための送信用超
音波素子及び受信用超音波素子が設けられ、反射板によ
り前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置
し、超音波が反射されることにより、同様に、一方の送
信用超音波素子及び受信用超音波素子が他方の送信用超
音波素子と受信用超音波素子間の風の流れを乱すことが
なくなったので、従来のような風の流れの乱れを抑制で
きるだけでなく、超音波の伝搬時間変化分を大きくで
き、風速、風向の精度が向上する。風速、風向を算出す
るのに温度補正を行うので精度の向上が図れる。送信用
超音波素子及び受信用超音波素子を収容するケースを対
称としたので、任意の方向からの風に対して風検出感度
が等しくなった。また、風速、風向を算出するのに温度
補正を行うことにより、精度の向上が図れる。超音波出
射口及び超音波入射口に指向性を持たせるために、コー
ン形状にすることにより、超音波の乱反射をさらに防止
できるようになる。
【図１】本発明の実施例に係る超音波式風速計が車両に
取り付けられる例を示す図である。
取り付けられる例を示す図である。
【図２】図１の超音波式風速計２の要部を示す図であ
る。
る。
【図３】図２の上からみた図である。
【図４】図１の超音波式風速計２の別の要部を示す図で
ある。
ある。
【図５】図３の超音波式風速計について風のＸ成分を検
出する回路部のブロック図である。
出する回路部のブロック図である。
【図６】図３の超音波式風速計の作用を説明する図であ
る。
る。
【図７】風向、風速を演算する回路を示す図である。
【図８】図４の超音波式風速計の変形例を示す図であ
る。
る。
２１、２５…ケース ２２…反射板 ２４…送信用超音波素子 ２９…超音波出射口 ３０…超音波入射口 ６３…風速・風向信号変換回路 ２３１、２３２…受信用超音波素子 ３０３…位相差検出回路 ３０５…温度補正回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 典利 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 向山 良雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 超音波の伝搬時間の変化から風速、風向
を計測する超音波式風速計において、 超音波を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超
音波入射口を対向面に有しかつ直交する２軸方向に配置
され、風を２軸方向の成分に分解して検出するための送
信用超音波素子及び受信用超音波素子と、 該送信用超音波素子又は受信用超音波素子の一方が埋め
込まれたルーフと一定間隔で固定されかつ他方を収容す
るケースと、 前記送信用超音波素子による超音波送信から前記受信用
超音波素子による超音波受信までの超音波の伝搬時間を
検出する伝搬時間検出手段と、 超音波の検出伝搬時間の変化を基に、風速、風向を算出
する風速・風向演算回路とを備えることを特徴とする超
音波式風速計。 - 【請求項２】 超音波の伝搬時間の変化から風速、風向
を計測する超音波式風速計において、 超音波を送信する超音波出射口及び超音波を受信する超
音波入射口を同一面に有しかつ直交する２軸方向に配置
され、風を２軸方向の成分に分解して検出するための送
信用超音波素子及び受信用超音波素子と、 ルーフと一定間隔で固定されかつ該送信用超音波素子及
び受信用超音波素子を収容するケースと、 前記超音波出射口及び超音波入射口と対向して位置し、
超音波を反射するための反射板と、 前記送信用超音波素子による超音波送信から前記反射板
での超音波反射を経て受信用超音波素子による超音波受
信までの超音波の伝搬時間を検出する伝搬時間検出手段
と、 前記反射板での超音波反射を経た超音波の検出伝搬時間
の変化を基に、風速、風向を算出する風速・風向演算回
路とを備えることを特徴とする超音波式風速計。 - 【請求項３】 前記超音波風速計は、さらに、温度セン
サを有し、前記伝搬時間検出手段による超音波伝搬速度
の温度補正を行う温度補正回路を備えることを特徴とす
る、請求項１又は２に記載の超音波風速計。 - 【請求項４】 前記送信用超音波素子は、２軸方向への
送信を共用するため中央に配置し、 前記受信用超音波素子は、直交する２軸上に一定距離間
隔に配置し、 前記ケースは、送信用超音波素子を中心に回転対称とな
る形状に形成されることを特徴とする、請求項１又は２
に記載の超音波式風速計。 - 【請求項５】 前記超音波出射口及び超音波入射口は、
指向性を持たせるために、コーン形状であることを特徴
とする、請求項１又は２に記載の超音波式風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423094A JPH0843421A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 超音波式風速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17423094A JPH0843421A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 超音波式風速計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843421A true JPH0843421A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15975002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17423094A Withdrawn JPH0843421A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 超音波式風速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843421A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101044881B1 (ko) * | 2009-02-16 | 2011-06-28 | 경북대학교 산학협력단 | 초음파를 이용한 풍향 및 풍속 측정 장치 |
| JP2016523760A (ja) * | 2013-06-18 | 2016-08-12 | メタ システム エス．ピー．エー．Ｍｅｔａ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓ．Ｐ．Ａ． | 特に車両用の不法侵入防止システムに使用可能な容積測定器を有する装置 |
| CN111796112A (zh) * | 2015-09-15 | 2020-10-20 | 英国风拓技术有限公司 | 风传感器壳体和包括这种壳体的风传感器 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP17423094A patent/JPH0843421A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101044881B1 (ko) * | 2009-02-16 | 2011-06-28 | 경북대학교 산학협력단 | 초음파를 이용한 풍향 및 풍속 측정 장치 |
| JP2016523760A (ja) * | 2013-06-18 | 2016-08-12 | メタ システム エス．ピー．エー．Ｍｅｔａ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓ．Ｐ．Ａ． | 特に車両用の不法侵入防止システムに使用可能な容積測定器を有する装置 |
| CN111796112A (zh) * | 2015-09-15 | 2020-10-20 | 英国风拓技术有限公司 | 风传感器壳体和包括这种壳体的风传感器 |
| CN111796112B (zh) * | 2015-09-15 | 2022-05-13 | 英国风拓技术有限公司 | 风传感器壳体和包括这种壳体的风传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |