JPH10153609A - 風速計 - Google Patents
風速計Info
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- JPH10153609A JPH10153609A JP8312387A JP31238796A JPH10153609A JP H10153609 A JPH10153609 A JP H10153609A JP 8312387 A JP8312387 A JP 8312387A JP 31238796 A JP31238796 A JP 31238796A JP H10153609 A JPH10153609 A JP H10153609A
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気信号の伝送損失が多く、長距離伝送が難
しく、外部ノイズ等の影響も受け易い。多くの風速計の
多重化が難しい。計測に時間がかかる。 【解決手段】 風を受けて回転機構が回転すると電気変
換機構が作動して電気に変換され、その電気を圧力変換
機構により圧力に変換し、圧力変化を反射光の周波数シ
フトとして光周波数変換型光ファイバセンサにより検知
可能とした。圧力により光ファイバセンサの曲げ損失を
変化させ、それに伴う光強度変化から曲げ損失を検知し
て風速を検知可能とした。圧力を光ファイバセンサの曲
げ部に作用させて、曲げ部中を伝搬する光の光路長を変
化させ、それに基づく光強度変化から圧力変化を検知
し、風速を検知可能とした。
しく、外部ノイズ等の影響も受け易い。多くの風速計の
多重化が難しい。計測に時間がかかる。 【解決手段】 風を受けて回転機構が回転すると電気変
換機構が作動して電気に変換され、その電気を圧力変換
機構により圧力に変換し、圧力変化を反射光の周波数シ
フトとして光周波数変換型光ファイバセンサにより検知
可能とした。圧力により光ファイバセンサの曲げ損失を
変化させ、それに伴う光強度変化から曲げ損失を検知し
て風速を検知可能とした。圧力を光ファイバセンサの曲
げ部に作用させて、曲げ部中を伝搬する光の光路長を変
化させ、それに基づく光強度変化から圧力変化を検知
し、風速を検知可能とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は風速計に関するものであ
り、気象観測、交通機関の分野での安全運行の確保等の
ために利用されるものである。
り、気象観測、交通機関の分野での安全運行の確保等の
ために利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】風力の観測は気象観測分野のみならず、
交通機関の分野とか、他の分野でも行われている。特
に、高速道路や鉄道においては突風等による事故の発生
を防ぐため、広い地域での風速観測が必要とされてい
る。これらの風速観測に使用される風速計には各種形式
のものがあり、その主なものとして、わん型風速計、熱
線風速計等がある。
交通機関の分野とか、他の分野でも行われている。特
に、高速道路や鉄道においては突風等による事故の発生
を防ぐため、広い地域での風速観測が必要とされてい
る。これらの風速観測に使用される風速計には各種形式
のものがあり、その主なものとして、わん型風速計、熱
線風速計等がある。
【０００３】わん型風速計は図３に示すように、垂直回
転軸Ａに取り付けられた回転わんＢが風によって回転す
ると垂直回転軸Ａも回転し、その回転により発電機Ｃか
ら発電され、その電気エネルギーで発熱体を駆動して発
熱させ、その熱を熱電対等の温度センサで検出して風速
測定を行なうようにしたものである。この場合、発熱体
から発生される熱を、光ファイバラマン温度計を用いて
計測する方法も考えられている。
転軸Ａに取り付けられた回転わんＢが風によって回転す
ると垂直回転軸Ａも回転し、その回転により発電機Ｃか
ら発電され、その電気エネルギーで発熱体を駆動して発
熱させ、その熱を熱電対等の温度センサで検出して風速
測定を行なうようにしたものである。この場合、発熱体
から発生される熱を、光ファイバラマン温度計を用いて
計測する方法も考えられている。
【０００４】熱線風速計には、一定電圧式と一定温度式
の２型式がある。そのいずれも、電気で熱した細い線
（熱線）を気体中に置き、その熱線が流速により冷却さ
れると同熱線の電気抵抗が変化することを利用したもの
であり、その抵抗変化をホイートストンプリッジによっ
て検出して流速を求めるようにしたものである。
の２型式がある。そのいずれも、電気で熱した細い線
（熱線）を気体中に置き、その熱線が流速により冷却さ
れると同熱線の電気抵抗が変化することを利用したもの
であり、その抵抗変化をホイートストンプリッジによっ
て検出して流速を求めるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来方法のう
ち、発熱体の温度変化を熱電対等で測定する方法、又は
電気抵抗変化をホイートストンプリッジによって検出方
法では次のような課題があった。 ．得られる検知信号が電気信号であるため、それを送
信する伝送路には電線を使用しなければならず、電線は
伝送損失が大きいため長距離伝送が難しい。また、外部
ノイズ等の影響も受け易い。 ．多くの風力計のデータを遠隔伝送（多重化伝送）す
る場合、風力計毎に電線が必要になるため、風力計の数
が多くなればなる程、それに比例して電線の数がおおく
なるため、多重化が難しい。このため広い領域の多点で
の風速測定が要求される場合には不向きである。
ち、発熱体の温度変化を熱電対等で測定する方法、又は
電気抵抗変化をホイートストンプリッジによって検出方
法では次のような課題があった。 ．得られる検知信号が電気信号であるため、それを送
信する伝送路には電線を使用しなければならず、電線は
伝送損失が大きいため長距離伝送が難しい。また、外部
ノイズ等の影響も受け易い。 ．多くの風力計のデータを遠隔伝送（多重化伝送）す
る場合、風力計毎に電線が必要になるため、風力計の数
が多くなればなる程、それに比例して電線の数がおおく
なるため、多重化が難しい。このため広い領域の多点で
の風速測定が要求される場合には不向きである。
【０００６】前記の従来方法のうち、発熱体から発生さ
れる熱を光ファイバラマン温度計により計測する測定方
法では、次のような課題があった。 ．温度測定の精度を向上させるためには測定に時間が
かかるため、リアルタイムに風速が求められる場合の測
定には不向きである。
れる熱を光ファイバラマン温度計により計測する測定方
法では、次のような課題があった。 ．温度測定の精度を向上させるためには測定に時間が
かかるため、リアルタイムに風速が求められる場合の測
定には不向きである。
【０００７】
【課題が解決するための手段】本発明の目的は前記した
従来の各風速測定方法の課題を解決し、外部環境の電気
的悪影響を受けず、長距離伝送が可能であり、多重化し
易く、リアルタイムの風速計測が可能な風速計を提供す
ることにある。
従来の各風速測定方法の課題を解決し、外部環境の電気
的悪影響を受けず、長距離伝送が可能であり、多重化し
易く、リアルタイムの風速計測が可能な風速計を提供す
ることにある。
【０００８】本件出願の第１の発明の風速計は、前記目
的を達成するため、風を受けて回転する機構と、風車の
回転を電気エネルギーに変換する電気変換機構と、その
電気エネルギーを圧力に変換する圧力変換機構と、その
圧力による干渉条件の変化を反射光の周波数シフト（波
長シフト）として検知可能な光周波数変換型光ファイバ
センサとで構成したものである。また、光周波数変換型
光ファイバセンサとして、それに加わる圧力変化に伴な
って、光ファイバブラッググレーティング又は光ファイ
バファブリペロー又はブリルアン散乱により光周波数が
シフトするものを用いた。
的を達成するため、風を受けて回転する機構と、風車の
回転を電気エネルギーに変換する電気変換機構と、その
電気エネルギーを圧力に変換する圧力変換機構と、その
圧力による干渉条件の変化を反射光の周波数シフト（波
長シフト）として検知可能な光周波数変換型光ファイバ
センサとで構成したものである。また、光周波数変換型
光ファイバセンサとして、それに加わる圧力変化に伴な
って、光ファイバブラッググレーティング又は光ファイ
バファブリペロー又はブリルアン散乱により光周波数が
シフトするものを用いた。
【０００９】前記の光ファイバブラッググレーティング
は、光ファイバのコアの中に軸方向に周期的な屈折率の
高低分布が形成され、その周期間隔が約１ｕｍピッチ、
全体の長さが４−５ｍｍ程度のファイバ型デバイスに、
ブロードな波長成分を持つ光が進入するとピッチ間隔と
屈折率で決まる特定の波長が反射され、残りの波長成分
が透過する。この光ファイバに軸方向に圧力をかけて歪
ませるとピッチ間隔が変化して反射される波長が変わる
（シフト）し、また、側方から荷重（圧力）をかけると
屈折率が変化して反射波長がシフトする特性である。本
発明はこの光ファイバブラッググレーティングの、圧力
に起因する反射波長のシフトを利用したものである。
は、光ファイバのコアの中に軸方向に周期的な屈折率の
高低分布が形成され、その周期間隔が約１ｕｍピッチ、
全体の長さが４−５ｍｍ程度のファイバ型デバイスに、
ブロードな波長成分を持つ光が進入するとピッチ間隔と
屈折率で決まる特定の波長が反射され、残りの波長成分
が透過する。この光ファイバに軸方向に圧力をかけて歪
ませるとピッチ間隔が変化して反射される波長が変わる
（シフト）し、また、側方から荷重（圧力）をかけると
屈折率が変化して反射波長がシフトする特性である。本
発明はこの光ファイバブラッググレーティングの、圧力
に起因する反射波長のシフトを利用したものである。
【００１０】前記の光ファイバファブリペローは、２本
の光ファイバを僅かなギャップを設けて対向させたファ
イバ型デバイスに進入した光は、光ファイバの組成であ
る石英ガラスの屈折率とギャップの空気層の屈折率との
差によって、ギャップ中で多重反射を生じ、ギャップ間
隔で決まる特定波長成分が反射され、外部からの作用、
例えば圧力や温度によってギャップ間隔が変化すると反
射波長が変化し、もし光源の波長が、ある狭い範囲に固
定されている場合には反射強度が変化する特性である。
本発明は光ファイバファブリペローの、圧力変化により
ギャップ間隔が変化すると反射波長が変化する特性を利
用したものである。
の光ファイバを僅かなギャップを設けて対向させたファ
イバ型デバイスに進入した光は、光ファイバの組成であ
る石英ガラスの屈折率とギャップの空気層の屈折率との
差によって、ギャップ中で多重反射を生じ、ギャップ間
隔で決まる特定波長成分が反射され、外部からの作用、
例えば圧力や温度によってギャップ間隔が変化すると反
射波長が変化し、もし光源の波長が、ある狭い範囲に固
定されている場合には反射強度が変化する特性である。
本発明は光ファイバファブリペローの、圧力変化により
ギャップ間隔が変化すると反射波長が変化する特性を利
用したものである。
【００１１】前記のブリルアン散乱は、光ファイバ中に
光が入射されると非弾性散乱（入射光波長と異なる波長
（周波数）が発生し、散乱される現象）が生じることで
ある。このブリルアン散乱の周波数は、光ファイバが圧
力で歪んでも、ファイバが周囲温度の変化によりその長
手方向に歪んでも変化する。この周波数変化はＯＴＤＲ
の原理（光パルスの光ファイバ各点からのエコーを検出
する原理）により、時間、即ち、距離の関数として計測
すると、光ファイバの長手方向に対する歪み分布、即
ち、圧力の変化として検知することができる。本発明は
ブリルアン散乱光周波数の、圧力依存性を利用したもの
である。
光が入射されると非弾性散乱（入射光波長と異なる波長
（周波数）が発生し、散乱される現象）が生じることで
ある。このブリルアン散乱の周波数は、光ファイバが圧
力で歪んでも、ファイバが周囲温度の変化によりその長
手方向に歪んでも変化する。この周波数変化はＯＴＤＲ
の原理（光パルスの光ファイバ各点からのエコーを検出
する原理）により、時間、即ち、距離の関数として計測
すると、光ファイバの長手方向に対する歪み分布、即
ち、圧力の変化として検知することができる。本発明は
ブリルアン散乱光周波数の、圧力依存性を利用したもの
である。
【００１２】本発明の前記風速計では、風によって風車
が回転すると電気変換機構が回転して風の強さ（風力）
に比例した電気エネルギーが発生し、この電気エネルギ
ーが圧力変換機構により圧力に変換され、その圧力が光
周波数変換型光ファイバセンサに加わると同光ファイバ
センサに歪みが発生して、光ファイバブラッググレーテ
ィング又は光ファイバファブリペロー又はブリルアン散
乱により干渉条件が変化し、その変化に伴って光周波数
変換型光ファイバセンサから反射される反射光の光周波
数（波長）がシフトする。そのシフト量を計測すること
により風速を測定することができる。シフト量の計測に
は、分光計（例えば光スペクトルアナライザ、モノクロ
メータ、波長計など）や掃引型の光フィルタなどを用い
る。
が回転すると電気変換機構が回転して風の強さ（風力）
に比例した電気エネルギーが発生し、この電気エネルギ
ーが圧力変換機構により圧力に変換され、その圧力が光
周波数変換型光ファイバセンサに加わると同光ファイバ
センサに歪みが発生して、光ファイバブラッググレーテ
ィング又は光ファイバファブリペロー又はブリルアン散
乱により干渉条件が変化し、その変化に伴って光周波数
変換型光ファイバセンサから反射される反射光の光周波
数（波長）がシフトする。そのシフト量を計測すること
により風速を測定することができる。シフト量の計測に
は、分光計（例えば光スペクトルアナライザ、モノクロ
メータ、波長計など）や掃引型の光フィルタなどを用い
る。
【００１３】本件出願のうち第２の発明の風速計は、回
転機構が風を受けて回転すると、その回転がる電気変換
機により電気エネルギーに変換され、その電気エネルギ
ーが圧力変換機構により圧力に変換され、その圧力を光
ファイバセンサに加えて曲げ損失を変化させ、その曲げ
損失の変化に伴う光出力の変化から、曲げ損失、即ち、
圧力変化を検知して、風速を検知できるようにした。こ
の場合、前記圧力を、微小な曲げ半径で曲げた光ファイ
バセンサの曲げ部の一部に作用させて、曲げ部の中を伝
搬する光の光路長を変化させ、その光ファイバセンサか
らの出射光もしくは反射光の強度変化から光路長変化、
即ち、圧力変化を検知して、風速を検知できるようにし
た。
転機構が風を受けて回転すると、その回転がる電気変換
機により電気エネルギーに変換され、その電気エネルギ
ーが圧力変換機構により圧力に変換され、その圧力を光
ファイバセンサに加えて曲げ損失を変化させ、その曲げ
損失の変化に伴う光出力の変化から、曲げ損失、即ち、
圧力変化を検知して、風速を検知できるようにした。こ
の場合、前記圧力を、微小な曲げ半径で曲げた光ファイ
バセンサの曲げ部の一部に作用させて、曲げ部の中を伝
搬する光の光路長を変化させ、その光ファイバセンサか
らの出射光もしくは反射光の強度変化から光路長変化、
即ち、圧力変化を検知して、風速を検知できるようにし
た。
【００１４】
【発明の実施の形態１】本発明の風速計の第１の実施の
形態を図１に基づいて説明する。この実施の形態では風
を受けて回転する回転機構１として垂直回転軸１１に回
転わん１２を取り付けた風車を使用し、風車の回転を電
気エネルギーに変換する電気変換機構２として発電機を
使用し、発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変
換する圧力変換機構３として圧電体を使用し、光周波数
型光ファイバセンサ４として、光ファイバブラッググレ
ーティング（ＦＢＧ）特性を有する光ファイバを使用し
た。光周波数型光ファイバセンサ４には光カプラー７を
介してＡＳＥ光源８と光スペクトルアナライザ９を接続
した。ＡＳＥ光源７及び光スペクトルアナライザ９の接
続にはシングルモードファイバ１０を使用した。
形態を図１に基づいて説明する。この実施の形態では風
を受けて回転する回転機構１として垂直回転軸１１に回
転わん１２を取り付けた風車を使用し、風車の回転を電
気エネルギーに変換する電気変換機構２として発電機を
使用し、発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変
換する圧力変換機構３として圧電体を使用し、光周波数
型光ファイバセンサ４として、光ファイバブラッググレ
ーティング（ＦＢＧ）特性を有する光ファイバを使用し
た。光周波数型光ファイバセンサ４には光カプラー７を
介してＡＳＥ光源８と光スペクトルアナライザ９を接続
した。ＡＳＥ光源７及び光スペクトルアナライザ９の接
続にはシングルモードファイバ１０を使用した。
【００１５】図１の実施の形態では、風によって風車が
回転すると、発電機が回転して風の強さ（風力）に比例
した電気エネルギーが発生する。この電気エネルギーに
基づいて圧電体から圧力が発生し、その圧力を受けて光
周波数変換型光ファイバセンサが歪む。この場合、光周
波数型光ファイバセンサ４のブラッググレーティング特
性により干渉条件が変化し、その変化に伴って、光カプ
ラー６を介して同光ファイバセンサ４に入射されている
光の反射光のピーク波長がシフトする。そのシフト量を
光スペクトルアナライザ８で観測することにより、風速
を測定することができる。そのシフト量は風速に依存し
一義的に対応していた。 この実験では時間的に連続発
掘する光源をもちいたが、光パルス光源を用いて時分割
検知によりパルスの戻り光の時間からＦＢＧの場所を特
定することも可能である。ＦＢＧの代わりにファイバフ
ァブリペロー光周波数変換型光ファイバセンサを用いて
も同様の計測が可能である。ブリルアン散乱を用いた場
合には、光ファイバに光パルスを入射し、光ファイバか
らの後方ブリルアン散乱を計測して、やはり時間から距
離を特定し場所と風速とを計測する。この場合には長手
方向にほぼ連続的な計測ができるので、多重度は大きく
なる。
回転すると、発電機が回転して風の強さ（風力）に比例
した電気エネルギーが発生する。この電気エネルギーに
基づいて圧電体から圧力が発生し、その圧力を受けて光
周波数変換型光ファイバセンサが歪む。この場合、光周
波数型光ファイバセンサ４のブラッググレーティング特
性により干渉条件が変化し、その変化に伴って、光カプ
ラー６を介して同光ファイバセンサ４に入射されている
光の反射光のピーク波長がシフトする。そのシフト量を
光スペクトルアナライザ８で観測することにより、風速
を測定することができる。そのシフト量は風速に依存し
一義的に対応していた。 この実験では時間的に連続発
掘する光源をもちいたが、光パルス光源を用いて時分割
検知によりパルスの戻り光の時間からＦＢＧの場所を特
定することも可能である。ＦＢＧの代わりにファイバフ
ァブリペロー光周波数変換型光ファイバセンサを用いて
も同様の計測が可能である。ブリルアン散乱を用いた場
合には、光ファイバに光パルスを入射し、光ファイバか
らの後方ブリルアン散乱を計測して、やはり時間から距
離を特定し場所と風速とを計測する。この場合には長手
方向にほぼ連続的な計測ができるので、多重度は大きく
なる。
【００１６】
【発明の実施の形態２】本発明の風速計の第２の実施の
形態を図２に基づいて説明する。この実施の形態でも回
転機構１として風車を使用し、風車の回転を電気エネル
ギーに変換する電気変換機構２として発電機を使用し、
発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変換する圧
力変換機構３として圧電体を使用した。光ファイバセン
サ５としてシングルモードファイバを使用し、その一端
にＯＴＤＲを接続した。
形態を図２に基づいて説明する。この実施の形態でも回
転機構１として風車を使用し、風車の回転を電気エネル
ギーに変換する電気変換機構２として発電機を使用し、
発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変換する圧
力変換機構３として圧電体を使用した。光ファイバセン
サ５としてシングルモードファイバを使用し、その一端
にＯＴＤＲを接続した。
【００１７】図２の３台の風車に強度の異なる風を吹き
付けて風車を回転させた結果、ＯＴＤＲの出力信号中の
３カ所に異なった損失の障害点が確認された。この損失
は吹き付けた風の強度に依存し、一義的に対応してい
た。
付けて風車を回転させた結果、ＯＴＤＲの出力信号中の
３カ所に異なった損失の障害点が確認された。この損失
は吹き付けた風の強度に依存し、一義的に対応してい
た。
【００１８】
【発明の実施の形態３】本発明の風速計の第３の実施の
形態を図３に基づいて説明する。この実施の形態でも回
転機構１として風車を使用し、風車の回転を電気エネル
ギーに変換する電気変換機構２として発電機を使用し、
発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変換する圧
力変換機構３として圧電体を使用し、光ファイバセンサ
５としてシングルモードファイバを使用し、その一部に
微小な曲げ半径で曲げた曲げ部６（弧の部分）を形成
し、光ファイバの一方の端にＯＴＤＲを接続した。
形態を図３に基づいて説明する。この実施の形態でも回
転機構１として風車を使用し、風車の回転を電気エネル
ギーに変換する電気変換機構２として発電機を使用し、
発電機で発電される電気エネルギーを圧力に変換する圧
力変換機構３として圧電体を使用し、光ファイバセンサ
５としてシングルモードファイバを使用し、その一部に
微小な曲げ半径で曲げた曲げ部６（弧の部分）を形成
し、光ファイバの一方の端にＯＴＤＲを接続した。
【００１９】曲げ部６の中では光ファイバセンサ５中を
伝搬している光の一部が放射し、コア部からクラッド
部、更に、その外側のコーティング層へ伝わり、クラッ
ド部とコーティング層の境界、コーティング層と空気層
の境界にて反射され、再びコアに結合し、干渉が発生す
る。この曲げ部６の一部に圧電素子からの力学的な力
（圧力）が作用すると曲げ部６における光の位相が変化
し、干渉条件が変わり、光ファイバ５からの出射光もし
くは反射光の強度が変化する。この実施の形態では、そ
の強度変化をＯＴＤＲで検知できるようにした。この場
合の風速計は分布型の風速計となる。図３の３台の風車
に強度の異なる風を吹き付けて風車を回転させた結果、
ＯＴＤＲ波計上の３カ所に異なった損失の障害点が確認
された。この損失は吹き付けた風の強度に依存し、一義
的に対応していた。
伝搬している光の一部が放射し、コア部からクラッド
部、更に、その外側のコーティング層へ伝わり、クラッ
ド部とコーティング層の境界、コーティング層と空気層
の境界にて反射され、再びコアに結合し、干渉が発生す
る。この曲げ部６の一部に圧電素子からの力学的な力
（圧力）が作用すると曲げ部６における光の位相が変化
し、干渉条件が変わり、光ファイバ５からの出射光もし
くは反射光の強度が変化する。この実施の形態では、そ
の強度変化をＯＴＤＲで検知できるようにした。この場
合の風速計は分布型の風速計となる。図３の３台の風車
に強度の異なる風を吹き付けて風車を回転させた結果、
ＯＴＤＲ波計上の３カ所に異なった損失の障害点が確認
された。この損失は吹き付けた風の強度に依存し、一義
的に対応していた。
【００２０】本発明では圧力変換機構３として圧電体の
代わりに電歪素子や磁歪素子を用いることもできる。
代わりに電歪素子や磁歪素子を用いることもできる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のうち請求項１、２の風速計は、
圧力変化を反射光の光周波数シフト（波長シフト）とし
て検知可能な光周波数変換型光ファイバセンサを使用し
たので次のような効果がある。 ．圧力による反射光の強度変化を観測するのではな
く、圧力による干渉条件の変化による反射光の波長シフ
トを観測するものであるため、信号光の強度が弱くなる
ことがなく、正確な測定が可能となり、信号の平均化と
いった処理が少なくて済むため迅速な測定も可能とな
る。 ．測定時間が短縮化されるため、リアルタイムに風速
が求められる場合の測定に適する。 ．検出信号が光信号であるため、それを光ファイバを
用いて伝送することができ、伝送距離が電線を用いて電
気を伝送する場合より長くなる。 ．簡易なシステムで多重化が可能となる。この場合、
光源として波長半値幅の広い光を使用し、夫々の風速計
に干渉条件（反射波長）の異なる光周波数変換型光ファ
イバセンサを使用すれば、風力計の多重化が比較的容易
に行うことが可能となる。 ．光信号の伝送であるため、外部からの電気的悪影響
を受けず、精度の高い計測が可能となる。
圧力変化を反射光の光周波数シフト（波長シフト）とし
て検知可能な光周波数変換型光ファイバセンサを使用し
たので次のような効果がある。 ．圧力による反射光の強度変化を観測するのではな
く、圧力による干渉条件の変化による反射光の波長シフ
トを観測するものであるため、信号光の強度が弱くなる
ことがなく、正確な測定が可能となり、信号の平均化と
いった処理が少なくて済むため迅速な測定も可能とな
る。 ．測定時間が短縮化されるため、リアルタイムに風速
が求められる場合の測定に適する。 ．検出信号が光信号であるため、それを光ファイバを
用いて伝送することができ、伝送距離が電線を用いて電
気を伝送する場合より長くなる。 ．簡易なシステムで多重化が可能となる。この場合、
光源として波長半値幅の広い光を使用し、夫々の風速計
に干渉条件（反射波長）の異なる光周波数変換型光ファ
イバセンサを使用すれば、風力計の多重化が比較的容易
に行うことが可能となる。 ．光信号の伝送であるため、外部からの電気的悪影響
を受けず、精度の高い計測が可能となる。
【００２２】本発明のうち請求項３の風速計は、圧力変
化を曲げ損失の変化として検知するようにしたので次の
ような効果がある。 ．ファイバの曲げ損失の測定というシンプルな測定で
あるため、通信用光ファイバの伝送損失測定技術がその
まま利用でき、システムを安価、簡便に構成することが
できる。 ．多くの風速計の多重化計測も比較的容易に実現でき
る。
化を曲げ損失の変化として検知するようにしたので次の
ような効果がある。 ．ファイバの曲げ損失の測定というシンプルな測定で
あるため、通信用光ファイバの伝送損失測定技術がその
まま利用でき、システムを安価、簡便に構成することが
できる。 ．多くの風速計の多重化計測も比較的容易に実現でき
る。
【００２３】本発明のうち請求項４の風速計は、圧力
を、微小な曲げ半径で曲げた光ファイバセンサ５の曲げ
部６に作用させ、それに基づいて伝搬光の光路長を変化
させ、それに伴う出射光もしくは反射光の強度変化から
光路長変化、即ち、圧力変化を検知して風速を検知でき
るようにしたので次のような効果がある。 ．圧電体からの圧力を高感度で検知することができ、
高感度な風速計測が可能となる。 ．光ファイバを微小な径で曲げるだけの簡便な構成で
検知部分を構成できるため、コストも低減する。
を、微小な曲げ半径で曲げた光ファイバセンサ５の曲げ
部６に作用させ、それに基づいて伝搬光の光路長を変化
させ、それに伴う出射光もしくは反射光の強度変化から
光路長変化、即ち、圧力変化を検知して風速を検知でき
るようにしたので次のような効果がある。 ．圧電体からの圧力を高感度で検知することができ、
高感度な風速計測が可能となる。 ．光ファイバを微小な径で曲げるだけの簡便な構成で
検知部分を構成できるため、コストも低減する。
【図１】本発明の風速計の第１の実施の形態を示す説明
図。
図。
【図２】本発明の風速計の第２の実施の形態を示す説明
図。
図。
【図３】本発明の風速計の第３の実施の形態を示す説明
図。
図。
【図４】従来の風速計の説明図。
１は回転機構 ２は電気変換機構 ３は熱変換機構 ４は光周波数変換型光ファイバセンサ ５は光ファイバセンサ
Claims (4)
- 【請求項１】風を受けて回転する回転機構（１）と、そ
の回転を電気エネルギーに変換する電気変換機構（２）
と、その電気エネルギーを圧力に変換する圧力変換機構
（３）と、その圧力を反射光の周波数シフトとして検知
可能な光周波数変換型光ファイバセンサ（４）を備えた
風速計。 - 【請求項２】光周波数変換型光ファイバセンサ（４）と
して、それに加わる圧力変化に伴なって、光ファイバブ
ラッググレーティング又は光ファイバファブリペロー又
はブリルアン散乱により光周波数がシフトするものを用
いた請求項１記載の風速計。 - 【請求項３】風を受けて回転する回転機構（１）と、そ
の回転を電気エネルギーに変換する電気変換機構（２）
と、その電気エネルギーを圧力に変換する圧力変換機構
（３）と、その圧力を曲げ損失の変化として検知可能な
光ファイバセンサ（５）を備えた風速計。 - 【請求項４】圧力変換機構（３）から発生する圧力を、
光ファイバセンサ（５）の微小な曲げ半径で曲げた曲げ
部（６）に作用させて、曲げ部（６）内を伝搬する伝搬
光の光路長を変化させ、それに伴う出射光または反射光
の強度変化から、光ファイバセンサセンサ（５）の曲げ
損失の変化を検知可能とした風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312387A JPH10153609A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 風速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8312387A JPH10153609A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 風速計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153609A true JPH10153609A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18028645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8312387A Pending JPH10153609A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 風速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10153609A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009127600A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子を用いた風力発電機並びに風速測定装置及び風力発電装置 |
| JP2009243393A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子を用いた風力発電機並びにそれを用いた風力発電装置及び風速測定装置 |
| JP2011033621A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Univ Of Fukui | 光導波路型バイオセンサ装置 |
| CN103926035A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-16 | 湖南科技大学 | 一种高频高精度长距离风压测量计 |
| CN109030863A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-18 | 刘绍波 | 一种光纤光栅风速监测传感器 |
| CN109580984A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-05 | 浙江工业大学 | 基于长周期光纤光栅的风速传感器 |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP8312387A patent/JPH10153609A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009243393A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電素子を用いた風力発電機並びにそれを用いた風力発電装置及び風速測定装置 |
| JP2011033621A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Univ Of Fukui | 光導波路型バイオセンサ装置 |
| CN103926035A (zh) * | 2014-04-16 | 2014-07-16 | 湖南科技大学 | 一种高频高精度长距离风压测量计 |
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| CN109030863B (zh) * | 2018-09-04 | 2023-11-10 | 刘绍波 | 一种光纤光栅风速监测传感器 |
| CN109580984A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-05 | 浙江工业大学 | 基于长周期光纤光栅的风速传感器 |
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