JPS6126869A - 風向風速計 - Google Patents

風向風速計

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JPS6126869A
JPS6126869A JP14993984A JP14993984A JPS6126869A JP S6126869 A JPS6126869 A JP S6126869A JP 14993984 A JP14993984 A JP 14993984A JP 14993984 A JP14993984 A JP 14993984A JP S6126869 A JPS6126869 A JP S6126869A
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JP
Japan
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light
signal converter
optical
optical fiber
wind speed
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Application number
JP14993984A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Tomaki
東槙 良旺
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
    • G01P5/06Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer using rotation of vanes
    • G01P5/07Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer using rotation of vanes with electrical coupling to the indicating device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices
    • G01D5/34723Scale reading or illumination devices involving light-guides
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
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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】 [発明の技術分野1 本発明は風向風速計に関するもので、特に光ファイバを
用いた風向風速計に関するものである。
[従来技術] 従来の風向風速計は発電式ロータリーエンコーダにより
風車の回転数に比例する電気信号を発信して風速を計測
し、サーボ発電器の発生電圧により風向を計測する電気
計測器が一般に使用されている。しかるに電気式のもの
は計測器部分に電源が必要で、高電界にさらされる場所
ではノイズの影響で誤計測することがある。また計測器
は一般。
に高所に設けられており、計測器と信号変換器間を電線
で接続している為、落雷時には信号変換器だけでぽく総
合気象観測装置のように高価な設備全体か焼損する恐れ
がある等の欠点を有する。
この為、例えば特公昭54−15510号公報のよう番
こ、計測器と信号変換器間を絶縁物である光ファイバで
接続する光風向風速計に対する要求が高まっており、第
3図に示すものが実用化されている。以下、従来の光風
向風速計の例を第3図によって説明する。
光風向風速計は、主に風向風速をとらえる検出部(1)
、検出部(1)を支える支持台(2)、信号変換器(3
)、該支持台(2)と信号変換器(3)を接続する光フ
ァイバ(4)により構成される。信号変換器(3)には
発光素子(5)および受光素子(8)を収納している。
発光素子(5)からの光はファイバ(4)を通って、支
持台(2)に入り、光分岐器(7)によって必要数に分
配される。分配数は風速検出用に1、風向検出用には8
方位の検出であれば3.16方位の検出であれば4必要
である。
しかして、風速検出用の光は検出部(1)に送られ、投
光子(8a)、ミラー(9)、受光子(10a)を介し
て支持台(2)へ戻り、光ファイバ(4)を通って信号
変換器(3)内の受光素子(6a)によって電気信号に
変換される。
ここで、風速を検出する機構としては、風力によって風
車(11)が回転し、風車軸(12)に取付けられた遮
光体(j3)がミラー(9)の間を通過する際に光路を
遮断するようになされ、この為、受光子(10a)で受
ける光は風速に比例した。パルス数の光信号となる。従
って受光素子(6a)で得られる電気パルス信号を風速
演算器(16〕で風速信号に変換することにより風速が
計測できる。
また、風向検出用の光は光分波器(7)から投光子(8
b)、スリット板(14)、受光子(10b) 、およ
び光ファイバ(4)を経由して受光素子(6b)で電気
信号に変換され、風向演算器(15)によって風向を表
わす信号に変換される。ここで、スリット板(14)は
検出部(1)と連結されており、風向に応じて回転する
。該スリット板(14)で16方位の風向を計測するに
は、例えば第4図のように4種のコードを持つスリット
板を用いれば可能である。4組の投・受光子(8b) 
、(10b)を4種のスリットの中心線と軸心から円の
外周に向う直線が交叉する点に配置すれば、スリット板
の回転に従って各受光子の受ける光の有無によって16
種の組み合わせが得られることによって18方位が計測
できるものである。
以上に説明した従来の光風向風速計は検出部(1)に電
源を必要とせず、検出部(1)と信号変換器(3)間は
絶縁物である光ファイバ(4)のみで接続ごれている為
、高電界にさらされている場所で使用してもノイズによ
る誤計測の恐れがなく、また、落雷によって信号変換器
(3)を含む気象観測装置が焼損する恐れもないもので
あるが、高価な光ファイバ(4)を多数本必要とする欠
点がある。
すなわち、一般に風向風速計は屋外の高所に設置される
ことが多く、信号変換器(3)はi洞室等の建屋内に設
置される為、光ファイバ長は1本当り数10m以」二が
普通であり、風光風速計が送電鉄塔上に設置される場合
にはaloomにも達することがある。第3図の例のよ
うに16方位の風向を計測する場合には、送光用、受光
用合わせて6本の光ファイバ(4)が必要であり、光フ
ァイバ(4)の総延長は数kmに達するものがある。
[発明の概要] 本発明は」二記のような従来のものの問題点を解消する
ためになされたもので、光合成9分波器と光学フィルタ
を組み合せることにより複数の波長の光信号を合成及び
分離させることができ、したがって計測器と信号変換器
間を単一の光ファイバによって接続することができる風
向風速計を提供するものである。
[発明の実施例] 以下、本発明の一実施例を第3図と同一部分は同一符号
を付して示す第1図に基づいて説明する。同図において
、本実施例の支持台(2)には、光学フィルタ(17a
)〜(17e)と光合成・分波器(18a)が内蔵され
、また、信号変換器(3)にも光学フィルター(17a
)〜(17e)と光合成−分波器(18b)が内蔵され
、これら支持台(2)と信号変換器(3)間は単一の光
ファイバ(4)によって接続されている。
すなわち、信号変換器(3)から単一の光ファイバ(4
)を介して送られた光は光合成・分波器(18a)で分
割された後、光学フィルタ(17a)〜(+7e)を通
して風向風速検出用の投光子(8a) 。
(ab)+、:送られ、受光子(10a) 、(10b
)からの光は光合成・分波器(18a)で送光用と同じ
単一の光ファイバ(4)に結合される点、また信号変換
器(3)内にも光合成・分波器(18b)を備えて、単
一の光ファイバ(4)と発光素子(5)および光学フィ
ルタ(17a)〜(17e)を介して受光素子(8b)
とを結合する点が従来の風向風速計と比較して異なる。
しかして、ここで発光素子(5)は第2図にXで示す発
光波長帯域を有しており、光学フィルタ(17a) 〜
(17e)は第2図A−Hに示す通過帯域を有す葛もの
を使用することにより、風向風速検出部(1)を通過す
る5種類の信号光はそれぞれ波長の異なる光となり;光
合成・分波器(18a)で単一の光ファイバ(4)に結
合された後も各波長帯域毎に5種類の光信号が保存され
ることになる。また、信号変換器(3)では受光した光
を光合成・分波器(18b)で分割した後光学フィルタ
ー(17a)〜(17e)を通して5種類の波長の光に
分は受光素子(8a) 、 (8b)により5種類の電
気信号が得られることになる。各信号光における風向風
速の検出方法および、電気信号から風速演算器(15)
、風向演算器(16)によってそれぞれ風向風速を表わ
す信号に変化する機構は従来例で説明したものと同様で
ある。
なお、第1図の実施例は光学フィルタを投光子の前に設
置しているが、受光子の後に設置してもよく、また、ス
リット板のスリットにフィルタを形成するようにしても
よい。更に多波長分解形光合成・分−波器を使用して光
学フィルタを省略しても同様の効果を奏するのは言うま
でもない。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、光合成・分波器と
光学フィルタを組み合わせるという簡易な方法で高価な
光ファイバの本数を減らすことが可能であり、特に風向
風速を遠隔測定する際に大きな効果を有する風向風速計
が実現できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例による風向風速計を示す構成
図、第2図は発光素子と光学フィルタの光波長特性図、
第3図は従来例を示す構成図、第4図は第3図における
風向検出用スリット板の説明図である。 (1)・・・検出部、     (2)・・・支持台、
(3)・・・信号変換器、  (4)・・・光ファイバ
、(5)・・・発光素子、   (6a)、(8b)・
・・受光素子、(8a)、(8b) ・”投光子、 (
10a)、(10b) ・”受光子、(13)・・・遮
光体、     (14)・・・スリット板、(15)
・・・風向演算器、   (18)・・・風速演算器、
(18a)、(18b) −光合成・分波器、(17a
)、 (17e)・・・光学フィルタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 風速に応じて回転する風車、風車の回転に応じて回転す
    る遮光体、遮光体を挾んで対向する投光子と受光子から
    成る検出部と、風向に応じて回転し、風向を示す為のコ
    ードをそれぞれ有する数種のスリットを設けたスリット
    板、スリット板を挾んで対向する投光子と受光子から成
    る支持台と、この支持台に光ファイバを介して接続され
    た信号変換器とを備え、信号変換器内に設けた発光素子
    から上記光ファイバを通して上記支持台の各投光子に光
    を送り、該光ファイバを通して信号変換器内の受光素子
    で光を受光するようにして、各受光素子の受光の有無に
    よる信号から風速と風向を計測する風向風速計において
    、上記発光素子として光の波長帯域巾の比較的広い素子
    を用いると共に、上記信号変換器と上記支持台内に、光
    ファイバからの光を各投光子に分配するとともに受光子
    からの光を合成する光合成・分波器、各送受光回路毎に
    異なる通過帯域を有する複数の光学フィルタをそれぞれ
    内蔵させ、信号変換器で光の波長帯域毎に光強度を計測
    することにより、風速と風向を計測することを特徴とす
    る風向風速計。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007147395A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Furukawa Electric Co Ltd:The リモート光学検知装置
JP2008209254A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Fujitsu Telecom Networks Ltd 風向風速計および風向風速監視装置
JP2008261745A (ja) * 2007-04-12 2008-10-30 Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk エンコーダ用検出部およびエンコーダ
JP2019113428A (ja) * 2017-12-25 2019-07-11 東日本旅客鉄道株式会社 風向測定装置

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