JPS61173163A

JPS61173163A - 風速測定装置

Info

Publication number: JPS61173163A
Application number: JP1506485A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Akita; 秋田　州三
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1986-08-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は風速測定装置に関し、特にたとえば風速針や
空調機器の風量制御装置などに利用され得る風速測定装
置に関する。

（従来技術）風速測定装置としては、従来、たとえばカルマン渦流速
計あるいは間欠乱流伝播速度検出形流速計が知られてい
る。前者は、気流が障害物にぶつかるとき、その障害物
の下流に生じるカルマン渦の数がそのときの流速に応じ
て変わることを利用する。また、後者は、間欠的に気流
に乱流を与え、その乱流を下流で検出し、その到達時間
によって流速を求めるものである。

（発明が解決しようとする問題点）前者では低風速時には、カルマン渦の強さが小さく、ま
た、乱流や脈流がある場合には、そのカルマン渦の発生
が乱れて、いずれも流速の正確な検出が難しい。また、
後者では、そのような乱流検出が難しいうえ、前者と同
様に低風速時や乱流や脈流がある場合には使用できない
、という問題点がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、正確に風速を検
出できる、風速測定装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、気流中にヒータ手段を設け、そのヒータ手
段より下流に温度検出手段を設け、ヒータ手段がオンさ
れてから温度検出手段によって気流の温度上昇が検出さ
れるまでの時間差を計測し、それに基づいて風速を測定
するようにした、風速測定装置である。

（作用）ヒータ手段をオンすると、ヒータ手段はその時点から発
熱を生じ、その発熱が気流中に放散されその下流に設け
られた温度検出手段によって気流の温度上昇が検出され
る。ヒータ手段がオンされてから温度上昇が検出される
までの時間が、たとえばタイマ手段によって計測される
。ヒータ手段と温度検出手段との間の距離は一定である
。したがって、その距離を時間差で割る演算を行えば、
そのときの風速ないし流速を測定することができる。

（発明の効果）この発明によれば、気流それ自体の形態たとえばカルマ
ン渦や乱流を検出する必要はないので、低速の気流でも
あるいは乱流や脈流が生じていても正確に流速ないし風
速を測定することができる。

さらに、この発明によれば、温度それ自体すなわちその
絶対値そのものを検出するのではなく、相対的に温度変
化が生じたかどうかを検出するだけであるので、基本的
には気流の温度や湿度あるいは密度や浮遊物に影響され
ることはない。これは、従来の熱線式風速計などが温度
補正などをしていた点に比べて、極めて優れた点である
。さらに、この発明では、ヒータ手段や温度検出手段な
どを設けるだけの簡単な構造であり、その電気ないし電
子回路化も簡単で、安価な風速測定装置が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である。気流
通路１２には、この第１図矢印方向に気流が流れる。そ
して、通路１２内にはその上流側にヒータ１４が、その
下流側に温度検出器１６が、それぞれ設けられる。この
ヒータ１４および温度検出器１６は、ヒータ１４から放
散された熱が温度検出器１６によって検出できる程度の
一定の距離Ｄ　（ｍ）だけ隔てられる。

なお、ヒータ１４は、第２図に示すように、螺線状に巻
かれたたとえばニクロム線１８と、そのニクロム線１８
に近接して配置された放熱プレート２０を含む。この放
熱プレート２０は、たとえばアルミニウムなどのような
熱伝導性のよい金属材料からなる薄いプレートであって
、Ｕ字状に折り曲げられている。そして、ヒータ１４は
、放熱プレー）２０の折り曲げられた辺間の間隔２０ａ
が気流に対して平行に沿うように、配置される。

なお、ヒータ１４としては、発熱量が大きく熱容量の小
さいものすなわち発熱しやすくかつ冷めやすいものが好
適する。このようなヒータとしは、先に説明したニクロ
ム線の他、半導体ヒータなども利用可能である。

第３図はこの発明の一実施例を示すブロック図である。

ヒータ１４はヒータオン／オフ回路２２によって、たと
えば１秒程度の時間間隔で、間欠的にオンまたはオフさ
れる。そして、そのオン時間期間は、たとえば０．１秒
程度に選ばれる。このようなヒータオン／オフ回路２２
における時間は、タイマ２４からの時間データに基づい
て制御され得る。

温度検出器１６には、たとえばサーミスタなどの温度依
存性抵抗素子が用いられ、この温度検出器１６には温度
上昇検出回路２６が接続される。

温度上昇検出回路２６は、温度検出器１６を構成するサ
ーミスタのような素子の両端に電圧を印加し、その電圧
降下変化によって温度検出器１６による検出温度が変化
したかどうかを判断する。たとえば正特性サーミスタが
用いられれば、温度上昇が生じると、その上昇に応じて
その抵抗すなわちその両端の電圧降下もまた大きくなる
。したがって、この温度検出回路２６では、その電圧が
一定以上のしきい値を超えたことによって、温度上昇が
生じたことを検出する。

ヒータオン／オフ回路２２および温度上昇検出回路２６
は、ともに、タイマ２４に接続される。

タイマ２４では、ヒータオン／オフ回路２２に、オン信
号を与えたタイミングから、温度上昇検出回路２６によ
って温度上昇が検出されるまでの時間差を検出して、そ
の時間差Δｔを、演算回路２８に与える。この演算回路
２８では、その時間差Δｔのデータに基づいて、風速に
応じて対応的に電圧値に変換する。この電圧値は、たと
えば０〜１０Ｖの範囲で出力され、その電圧値に応じて
その時の気流の流速を測定ないし判定することができる
。

なお、演算回路２８からは、上述のような電圧信号に代
えて、流速に関するデータを電流変化として出力しても
よく、あるいは適当なビット数のディジタル信号として
出力してもよい。電流量による場合はたとえば４〜２０
ｍＡ程度の電流量が考えられる。ディジタル信号を出力
する場合には、この演算回路２８には、適当なビット数
たとえば６ビツトのようなＡ／Ｄ変換器（図示せず）を
設ければよい。

第４図はこの実施例の動作を説明するためのタイミング
図である。ヒータオン／オフ回路２２によって、タイミ
ングｔ１において、ヒータ１４がオンされたとする。そ
して、温度上昇検出回路２６では、タイミングｔ２で、
温度検出器１６からの電圧信号が一定のしきい値を超え
たことを検出したものとする。この場合、タイマ２４で
、タイミングｔ１からｔ２までの時間差Δｔが計測され
る。演算回路２８では、ヒータ１４と温度検出器１６と
の間の距離Ｄ　（ｍ）とその時間差Δｔとに基づいて、
”Ｄ／Δｔ”の演算を行なう。そうすれば、その演算の
結果は、流速ないし風速として、把握できる。このよう
な演算結果が電圧信号や電流信号あるいはデジタル信号
に変換されて、演算回路２８から出力される。

第５図はこの発明の他の実施例を示す図解図である。こ
の実施例は、ヒータ１４の下流に２つの温度検出器１６
および３０が設けられている、という点で第１図実施例
と異なる。

この実施例においては、第６図に示すように、２つの温
度検出器１６および３０において、それぞれ時間差ΔＬ
およびΔｔ′を検出する。それによってより正確に流速
を測定することができる。

なお、温度検出器は、３つ以上用いられてもよい。この
場合には、風速が小さい場合には、できるだけヒータに
接近した温度検出器を用い、風速が大きい場合にはより
離れた温度検出器を用いるようにすればよい。

第７図はこの発明の他の実施例を示す図解図である。こ
の実施例は、ヒータ１４の上流側に補正用の温度検出器
３２が設けられた、という点て第１図実施例と異なる。

そして、この補正用温度検出器３２の出力は、第４図の
点線で示すように、温度上昇検出回路２６に与えられる
。そして、温度上昇検出回路２６は、通路１２内を流れ
る気流それ自体の温度変化の検出によるその気流の温度
変化の傾向に基づいて、その内部のしきい値を修正ない
し補正する。すなわち、補正用温度検出器３２は、ヒー
タ１４に関係しない温度変化（これはノイズ成分である
）を検出し、そのノイズ成分の影響を除去するために利
用されるのであり、この温度変化は非常にゆっくりして
いるため、補正用温度検出と流速を測定するための温度
上昇検出とのタイムラグを考慮に入れる必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図解図である。第２図はヒータの一例を示す図解図である。第３図はこの実施例の電気的な構成を示すブロック図で
ある。第４図はこの実施例の動作を説明するためのりイミング
図である。第５図はこの発明の他の実施例を示す図解図である。第６図は第５図実施例の動作を説明するためのタイミン
グ図である。第７図はこの発明のその他の実施例を示す図解図である
。図において、１２は気流通路、１４はヒータ、１６．３
０は温度検出器、２２はヒータオン／オフ回路、２４は
タイマ、２６．３４は温度上昇検出回路、２８は演算回
路、３２は補正用温度検出器を示す。特許出願人　久保田鉄工株式会社代理人　弁理士　山　１）義　人（ほか１名）ｌ−Ｄ−、Ｉ第２図１ム第４図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１　気流通路中に設けられるヒータ手段、前記ヒータ手段より下流に設けられる温度検出手段、前記ヒータ手段をオンするためのオン手段、および前記オン手段によって前記ヒータ手段がオンされたタイ
ミングから前記温度検出手段によって温度上昇を検出し
たタイミングまでの時間差を計測する時間差計測手段を
備える、風速測定装置。２　前記オン手段は前記ヒータ手段を間欠的にオンまた
はオフさせる間欠的オン／オフ手段を含む、特許請求の
範囲第１項記載の風速測定装置。３　前記温度検出手段は前記気流の流れに沿って複数個
設けられる、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
温度測定装置。４　前記ヒータ手段より上流に設けられる補正用温度検
出手段を含む、特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載の風速測定装置。