JPH1138033A - 圧力センサ式風向風速計 - Google Patents
圧力センサ式風向風速計Info
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- JPH1138033A JPH1138033A JP20966897A JP20966897A JPH1138033A JP H1138033 A JPH1138033 A JP H1138033A JP 20966897 A JP20966897 A JP 20966897A JP 20966897 A JP20966897 A JP 20966897A JP H1138033 A JPH1138033 A JP H1138033A
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- pressure sensor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、風圧を計測する圧力センサを用い
ることにより、機械的可動部を必要とせずに風向および
風速を的確に計測できるようにした、圧力センサ式風向
風速計を提供することを課題とする。 【解決手段】 多数の圧力センサ１が、マスト２におい
て水平な円周に沿い配置されており、船上での風向は、
最大風圧を検出した圧力センサ１の向いている方向から
検知され、また船上における風速も上記最大風圧からの
換算により求められる。そして絶対的な風向風速は、ジ
ャイロ５から検出される船体移動方向（針路）および電
磁ログ６から検出される船速に見合ったベクトル成分を
船上での風向風速から差し引くことにより求められる。
ることにより、機械的可動部を必要とせずに風向および
風速を的確に計測できるようにした、圧力センサ式風向
風速計を提供することを課題とする。 【解決手段】 多数の圧力センサ１が、マスト２におい
て水平な円周に沿い配置されており、船上での風向は、
最大風圧を検出した圧力センサ１の向いている方向から
検知され、また船上における風速も上記最大風圧からの
換算により求められる。そして絶対的な風向風速は、ジ
ャイロ５から検出される船体移動方向（針路）および電
磁ログ６から検出される船速に見合ったベクトル成分を
船上での風向風速から差し引くことにより求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風圧を受ける圧力
センサを用いて風向風速を検知できるようにした、圧力
センサ式風向風速計に関する。
センサを用いて風向風速を検知できるようにした、圧力
センサ式風向風速計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の風向風速計としては、図５に示す
ようなものが一般的に用いられており、支柱15に水平旋
回可能に支持された胴体９に、垂直尾翼８と風車11とが
設けられている。そして垂直尾翼８の作用で風圧の最小
となる方向に向けられる胴体９の回転角度の変位に伴
い、シンクロ発信器10が発生するシンクロ信号により風
向が検出されるようになている。また垂直尾翼８の作用
で風上に向けられる風車11と回転軸12を共通に有する発
電器13の発生電圧の大きさに応じて、風速が求められる
ようになっている。なお、上述の風向や風速を求めるた
めの信号処理装置14も設けられている。
ようなものが一般的に用いられており、支柱15に水平旋
回可能に支持された胴体９に、垂直尾翼８と風車11とが
設けられている。そして垂直尾翼８の作用で風圧の最小
となる方向に向けられる胴体９の回転角度の変位に伴
い、シンクロ発信器10が発生するシンクロ信号により風
向が検出されるようになている。また垂直尾翼８の作用
で風上に向けられる風車11と回転軸12を共通に有する発
電器13の発生電圧の大きさに応じて、風速が求められる
ようになっている。なお、上述の風向や風速を求めるた
めの信号処理装置14も設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、 前述のよ
うな従来の風向風速計では、胴体９を水平旋回させる機
構や風車11を回転可能に支持する機構が機械的に作動す
るため、長期使用による可動部の劣化を生じるので、メ
ンテナンス，故障探求および修理などに多額のコストを
要するという問題点がある。
うな従来の風向風速計では、胴体９を水平旋回させる機
構や風車11を回転可能に支持する機構が機械的に作動す
るため、長期使用による可動部の劣化を生じるので、メ
ンテナンス，故障探求および修理などに多額のコストを
要するという問題点がある。
【０００４】そこで本発明は、風圧を計測する圧力セン
サを用いることにより、機械的可動部を必要とせずに風
向および風速を的確に計測できるようにした、圧力セン
サ式風向風速計を提供することを課題とする。
サを用いることにより、機械的可動部を必要とせずに風
向および風速を的確に計測できるようにした、圧力セン
サ式風向風速計を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の圧力センサ式風向風速計は、外方からの風
圧を検出すべく互いに隣接して水平な円周に沿い配列さ
れた多数の圧力センサをそなえ、これらの圧力センサの
うち最大風圧を検出した圧力センサの向いている方向を
風向として検知する手段をそなえるとともに、上記最大
風圧を風速に換算して検知する手段をそなえたこと特徴
としている。
め、本発明の圧力センサ式風向風速計は、外方からの風
圧を検出すべく互いに隣接して水平な円周に沿い配列さ
れた多数の圧力センサをそなえ、これらの圧力センサの
うち最大風圧を検出した圧力センサの向いている方向を
風向として検知する手段をそなえるとともに、上記最大
風圧を風速に換算して検知する手段をそなえたこと特徴
としている。
【０００６】上述のように、水平な円周に沿い多数の圧
力センサを配列しておくことにより、最大風圧を検出し
た圧力センサが風上に正対していることになるので、同
圧力センサの向いている方向が風向として的確に検知さ
れ、しかも上記最大風圧を風速に換算して検知すること
が容易に行なわれるようになる。
力センサを配列しておくことにより、最大風圧を検出し
た圧力センサが風上に正対していることになるので、同
圧力センサの向いている方向が風向として的確に検知さ
れ、しかも上記最大風圧を風速に換算して検知すること
が容易に行なわれるようになる。
【０００７】また、本発明の圧力センサ式風向風速計
は、上記風向を更に精密に求めるべく、互いに隣接する
上記圧力センサの風圧入力時間差Δｔを求める手段をそ
なえ、同手段により得た風圧入力時間差Δｔと前記風速
ｖと上記の互いに隣接する圧力センサの最大感応軸間距
離ｄとを用いて［数２］式により同圧力センサの最大感
応軸と風向とのなす角度θを求める演算手段をそなえた
こと特徴としている。
は、上記風向を更に精密に求めるべく、互いに隣接する
上記圧力センサの風圧入力時間差Δｔを求める手段をそ
なえ、同手段により得た風圧入力時間差Δｔと前記風速
ｖと上記の互いに隣接する圧力センサの最大感応軸間距
離ｄとを用いて［数２］式により同圧力センサの最大感
応軸と風向とのなす角度θを求める演算手段をそなえた
こと特徴としている。
【数２】θ＝ｓｉｎ-1（ｖ・Δｔ／ｄ）
【０００８】上述のように、互いに隣接する圧力センサ
の風圧入力時間差Δｔと、前記風速ｖと上記の互いに隣
接する圧力センサの最大感応軸間距離ｄとを用いて前記
関係式により同圧力センサの最大感応軸と風向とのなす
角度θを求めるようにすれば、風向は一層精密に求めら
れるようになる。
の風圧入力時間差Δｔと、前記風速ｖと上記の互いに隣
接する圧力センサの最大感応軸間距離ｄとを用いて前記
関係式により同圧力センサの最大感応軸と風向とのなす
角度θを求めるようにすれば、風向は一層精密に求めら
れるようになる。
【０００９】さらに、本発明の圧力センサ式風向風速計
は、上記圧力センサが移動体に設けられ、同圧力センサ
の検出値に基づき得られた風向および風速からそれぞれ
上記移動体の移動方向および移動速度に基づくベクトル
成分を差し引いて絶対的な風向および風速を求める演算
手段が設けられたこと特徴としている。
は、上記圧力センサが移動体に設けられ、同圧力センサ
の検出値に基づき得られた風向および風速からそれぞれ
上記移動体の移動方向および移動速度に基づくベクトル
成分を差し引いて絶対的な風向および風速を求める演算
手段が設けられたこと特徴としている。
【００１０】上述のように、水平な円周に沿い配列され
た多数の圧力センサが、船舶や車両等の移動体に設けら
れる場合は、同圧力センサの検出値に基づき得られた風
向，風速には、それぞれ上記移動体の移動方向および移
動速度が影響するので、上記圧力センサで得られた風
向，風速からそれぞれ移動体の移動方向および移動速度
によるベクトル成分を差し引くことにより、絶対的な風
向，風速が正確に得られるようになる。
た多数の圧力センサが、船舶や車両等の移動体に設けら
れる場合は、同圧力センサの検出値に基づき得られた風
向，風速には、それぞれ上記移動体の移動方向および移
動速度が影響するので、上記圧力センサで得られた風
向，風速からそれぞれ移動体の移動方向および移動速度
によるベクトル成分を差し引くことにより、絶対的な風
向，風速が正確に得られるようになる。
【００１１】このようにして、本発明の圧力センサ式風
向風速計によれば、風圧を計測する圧力センサをリング
状に配設することにより、従来の風車のごとき機械的な
可動部を必要とせずに風向および風速を的確に計測する
ことが可能になる。
向風速計によれば、風圧を計測する圧力センサをリング
状に配設することにより、従来の風車のごとき機械的な
可動部を必要とせずに風向および風速を的確に計測する
ことが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明すると、図１は本発明による圧力センサ
式風向風速計の全体構成を模式的に示す説明図、図２は
図１の風向風速計における圧力センサの配置状態を示す
平面図、図３は図２の圧力センサの隣り合うセンサどう
しの関係を示す説明図である。
態について説明すると、図１は本発明による圧力センサ
式風向風速計の全体構成を模式的に示す説明図、図２は
図１の風向風速計における圧力センサの配置状態を示す
平面図、図３は図２の圧力センサの隣り合うセンサどう
しの関係を示す説明図である。
【００１３】図１に示すように、本実施形態では移動体
としての船舶のマスト２に、圧力センサ式風向風速計の
圧力センサ１がステイ２ａを介して支持されている。す
なわち、図１および図２に示すごとく、外方からの風圧
を検出できるように、互いに隣接して水平な円周に沿う
多数の圧力センサ１が、リング状に設けられている。
としての船舶のマスト２に、圧力センサ式風向風速計の
圧力センサ１がステイ２ａを介して支持されている。す
なわち、図１および図２に示すごとく、外方からの風圧
を検出できるように、互いに隣接して水平な円周に沿う
多数の圧力センサ１が、リング状に設けられている。
【００１４】上述のようにリング状に配置される多数の
圧力センサ１が、船舶などの移動体に設けられるのでは
なく、陸上の建物などの固定施設に設けられる場合は、
多数の圧力センサ１のうち最大風圧を検出した圧力せン
サ１の向いている方向が風上であるとして、風向が直ち
に計測される。そして、上記最大風圧を風速に換算して
検知する手段をそなえることが可能になる。
圧力センサ１が、船舶などの移動体に設けられるのでは
なく、陸上の建物などの固定施設に設けられる場合は、
多数の圧力センサ１のうち最大風圧を検出した圧力せン
サ１の向いている方向が風上であるとして、風向が直ち
に計測される。そして、上記最大風圧を風速に換算して
検知する手段をそなえることが可能になる。
【００１５】また本実施形態のように圧力センサ１が船
舶（移動体）に設けられる場合でも、停船時には、建物
に圧力センサ１が設けられた場合と同様に、リング状に
配設された多数の圧力センサ１のうち最大風圧を検出し
た圧力センサ１の向いている方向を直ちに風向として検
知することができ、さらに上記最大風圧を風速に換算し
て検知することができる。
舶（移動体）に設けられる場合でも、停船時には、建物
に圧力センサ１が設けられた場合と同様に、リング状に
配設された多数の圧力センサ１のうち最大風圧を検出し
た圧力センサ１の向いている方向を直ちに風向として検
知することができ、さらに上記最大風圧を風速に換算し
て検知することができる。
【００１６】ところで、風向をさらに精密に求めるた
め、次のような演算手段が考えられる。すなわち、図３
に示すように、多数の圧力センサ１のうちの互いに隣接
するセンサＡ，Ｂについて、各最大感応軸の間隔をｄと
するとともに、各最大感応軸と風向とのなす角度をθと
する。そして、前述のように最大風圧から換算した風速
ｖと、センサＡ，Ｂにおける風圧入力時間差Δｔとを用
いることにより、［数３］式でθを求めることができ、
これにより風向を精密に検知することができる。
め、次のような演算手段が考えられる。すなわち、図３
に示すように、多数の圧力センサ１のうちの互いに隣接
するセンサＡ，Ｂについて、各最大感応軸の間隔をｄと
するとともに、各最大感応軸と風向とのなす角度をθと
する。そして、前述のように最大風圧から換算した風速
ｖと、センサＡ，Ｂにおける風圧入力時間差Δｔとを用
いることにより、［数３］式でθを求めることができ、
これにより風向を精密に検知することができる。
【数３】θ＝ｓｉｎ-1（ｖ・Δｔ／ｄ）
【００１７】船舶のような移動体に圧力センサ式風向風
速計を設ける場合は、前述のように得られた風向および
風速から、それぞれ上記移動体の移動方向および移動速
度に基づくベクトル成分を差し引く演算手段を設けるこ
とにより、絶対的な風向および風速を求めることができ
る。そこで本実施形態では、図１に示すように、上記演
算手段をそなえた信号処理装置４が設けられており、同
装置４には、圧力センサ１からの検出信号が増幅装置３
を介して入力されるとともに、船体の移動方向（針路）
を検出するジャイロ５と船速を検出する電磁ログ６とか
らも、それぞれ検出信号が入力されるようになってい
る。これにより、リング状に配置された圧力センサ１で
得られる船上での風向・風速が、船舶の針路および船速
によるベクトル成分を差し引かれて、絶対的な風向・風
速として情報表示装置７に表示されるようになってい
る。なお、船舶の航走中における船上での風向・風速
と、絶対的な風向・風速との関係を、船速とともにベク
トルで表示すれば図４のようになる。
速計を設ける場合は、前述のように得られた風向および
風速から、それぞれ上記移動体の移動方向および移動速
度に基づくベクトル成分を差し引く演算手段を設けるこ
とにより、絶対的な風向および風速を求めることができ
る。そこで本実施形態では、図１に示すように、上記演
算手段をそなえた信号処理装置４が設けられており、同
装置４には、圧力センサ１からの検出信号が増幅装置３
を介して入力されるとともに、船体の移動方向（針路）
を検出するジャイロ５と船速を検出する電磁ログ６とか
らも、それぞれ検出信号が入力されるようになってい
る。これにより、リング状に配置された圧力センサ１で
得られる船上での風向・風速が、船舶の針路および船速
によるベクトル成分を差し引かれて、絶対的な風向・風
速として情報表示装置７に表示されるようになってい
る。なお、船舶の航走中における船上での風向・風速
と、絶対的な風向・風速との関係を、船速とともにベク
トルで表示すれば図４のようになる。
【００１８】上述の本実施形態のように、圧力センサ式
風向風速計が船舶に設けられる場合は、リング状の圧力
センサ１がマスト２の上部で同マストの周囲を取り囲む
ように設けられるので、マストによる乱流の影響を受け
ることなく風向風速を正確に検知できる利点もある。
風向風速計が船舶に設けられる場合は、リング状の圧力
センサ１がマスト２の上部で同マストの周囲を取り囲む
ように設けられるので、マストによる乱流の影響を受け
ることなく風向風速を正確に検知できる利点もある。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧力セン
サ式風向風速計によれば次のような効果が得られる。 (1) 水平な円周に沿い多数の圧力センサを配列しておく
ことによ、最大風圧を検出した圧力センサが風上に正対
していることになるので、同圧力センサの向いている方
向が風向として的確に検知され、しかも上記最大風圧を
風速に換算して検知することが容易に行なわれるように
なる。 (2) 互いに隣接する圧力センサの風圧入力時間差Δｔ
と、前記風速ｖと上記の互いに隣接する圧力センサの最
大感応軸間距離ｄとを用いて前記関係式により同圧力セ
ンサの最大感応軸と風向とのなす角度θを求めるように
すれば、風向は一層精密に求められるようになる。 (3) 水平な円周に沿い配列された多数の圧力センサが、
船舶や車両等の移動体に設けられる場合は、同圧力セン
サの検出値に基づき得られた風向，風速には、それぞれ
上記移動体の移動方向および移動速度が影響するので、
上記圧力センサで得られた風向，風速からそれぞれ移動
体の移動方向および移動速度によるベクトル成分を差し
引くことによって、絶対的な風向，風速が正確に求めら
れるようになる。 (4) 上記各項により、従来の風車のごとき機械的な可動
部を必要とせずに風向および風速を的確に計測すること
が可能になる。
サ式風向風速計によれば次のような効果が得られる。 (1) 水平な円周に沿い多数の圧力センサを配列しておく
ことによ、最大風圧を検出した圧力センサが風上に正対
していることになるので、同圧力センサの向いている方
向が風向として的確に検知され、しかも上記最大風圧を
風速に換算して検知することが容易に行なわれるように
なる。 (2) 互いに隣接する圧力センサの風圧入力時間差Δｔ
と、前記風速ｖと上記の互いに隣接する圧力センサの最
大感応軸間距離ｄとを用いて前記関係式により同圧力セ
ンサの最大感応軸と風向とのなす角度θを求めるように
すれば、風向は一層精密に求められるようになる。 (3) 水平な円周に沿い配列された多数の圧力センサが、
船舶や車両等の移動体に設けられる場合は、同圧力セン
サの検出値に基づき得られた風向，風速には、それぞれ
上記移動体の移動方向および移動速度が影響するので、
上記圧力センサで得られた風向，風速からそれぞれ移動
体の移動方向および移動速度によるベクトル成分を差し
引くことによって、絶対的な風向，風速が正確に求めら
れるようになる。 (4) 上記各項により、従来の風車のごとき機械的な可動
部を必要とせずに風向および風速を的確に計測すること
が可能になる。
【図１】本発明の一実施形態としての船舶における圧力
センサ式風向風速計の全体構成を模式的に示す説明図で
ある。
センサ式風向風速計の全体構成を模式的に示す説明図で
ある。
【図２】図１の風向風速計における圧力センサの配置状
態を示す平面図である。
態を示す平面図である。
【図３】図２の圧力センサの隣り合うセンサどうしの関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図４】航走中の船舶における風向，風速と絶対的な風
向，風速との関係を示す説明図である。
向，風速との関係を示す説明図である。
【図５】従来の風向風速計を模式的に示す説明図であ
る。
る。
１ 圧力センサ ２ マスト ２ａ ステイ ３ 増幅装置 ４ 信号処理装置 ５ ジャイロ ６ 電磁ログ ７ 情報表示装置 ８ 垂直尾翼 ９ 胴体 10 シンクロ発信器 11 風車 12 回転軸 13 発電器 14 信号処理装置 15 支柱
Claims (3)
- 【請求項１】 外方からの風圧を検出すべく互いに隣接
して水平な円周に沿い配列された多数の圧力センサをそ
なえ、これらの圧力センサのうち最大風圧を検出した圧
力センサの向いている方向を風向として検知する手段を
そなえるとともに、上記最大風圧を風速に換算して検知
する手段をそなえたこと特徴とする、圧力センサ式風向
風速計。 - 【請求項２】 請求項１に記載の圧力センサ式風向風速
計において、上記風向を更に精密に求めるべく、互いに
隣接する上記圧力センサの風圧入力時間差Δｔを求める
手段をそなえ、同手段により得た風圧入力時間差Δｔと
前記風速ｖと上記の互いに隣接する圧力センサの最大感
応軸間距離ｄとを用いて［数１］式により同圧力センサ
の最大感応軸と風向とのなす角度θを求める演算手段を
そなえたこと特徴とする、圧力センサ式風向風速計。 【数１】θ＝ｓｉｎ-1（ｖ・Δｔ／ｄ） - 【請求項３】 請求項１または２に記載の圧力センサ式
風向風速計において、上記圧力センサが移動体に設けら
れ、同圧力センサの検出値に基づき得られた風向および
風速からそれぞれ上記移動体の移動方向および移動速度
に基づくベクトル成分を差し引いて絶対的な風向および
風速を求める演算手段が設けられたこと特徴とする、圧
力センサ式風向風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20966897A JPH1138033A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 圧力センサ式風向風速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20966897A JPH1138033A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 圧力センサ式風向風速計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138033A true JPH1138033A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16576634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20966897A Withdrawn JPH1138033A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 圧力センサ式風向風速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1138033A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108241074A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组绝对风向的计算方法和装置 |
| KR102242162B1 (ko) * | 2020-08-05 | 2021-04-30 | 대한민국(기상청 국립기상과학원장) | 이동체에 탑재된 풍향풍속계의 측정값에 대하여, 이동체의 기울어짐 상태에 따른 오차를 반영하여 진풍향풍속값을 산출하는 방법 및 이를 사용한 장치 |
| CN114705255A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 山西中能华信矿业技术有限公司 | 一种煤矿矿井通风量检测装置 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP20966897A patent/JPH1138033A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108241074A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组绝对风向的计算方法和装置 |
| KR102242162B1 (ko) * | 2020-08-05 | 2021-04-30 | 대한민국(기상청 국립기상과학원장) | 이동체에 탑재된 풍향풍속계의 측정값에 대하여, 이동체의 기울어짐 상태에 따른 오차를 반영하여 진풍향풍속값을 산출하는 방법 및 이를 사용한 장치 |
| US11243222B1 (en) | 2020-08-05 | 2022-02-08 | National Institute of Meteorological Sciences | Method for calculating true wind direction and true wind speed by adjusting measured values of anemometer mounted on moving body based on observation errors caused by degree of slant of moving body and device using the same |
| CN114705255A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-07-05 | 山西中能华信矿业技术有限公司 | 一种煤矿矿井通风量检测装置 |
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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: 20041005 |