KR100255742B1 - Wind direction detecting device using light sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wind direction measuring apparatus is provided to automatically measure the variation of wind direction and reflect on the designing of a construction by using an optical sensor. CONSTITUTION: A detector(11) detects the variation of wind direction through a rotary body rotated by wind. A rotation calculator(12) calculates the rotation direction of the rotary body using an input signal from the detector(11), and accumulates calculated values. An analog/digital converter(13) converts an output of the rotary calculator(12) into a digital signal. A measuring computer calculates a wind direction angle from the analog/digital converter(13). The detector(11) has a rotary axis, a disk connected to the rotary axis and having a number of slits at the periphery, and at least two sensors positioned at the periphery of the disk between light emitting and receiving devices and receiving light through the slits to detect the rotation of the disk.

Description

광센서를 이용한 풍향 측정장치Wind direction measuring device using optical sensor

제1도는 본 발명에 따른 풍향 측정장치의 전체적인 구성도.1 is a general configuration of the wind direction measuring apparatus according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 감지부의 상세 구성도.2 is a detailed configuration of the sensing unit according to the present invention.

제3(a)도 및 제3(b)도는 본 발명의 동작 원치를 설명하기 위한 원판과 센서의 동작 설명도.3 (a) and 3 (b) are explanatory views of the operation of the disc and the sensor for explaining the operation principle of the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 센서의 상세 구조도.4 is a detailed structural diagram of a sensor according to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 회선 계산부의 상세 회로도.5 is a detailed circuit diagram of a line calculation unit according to the present invention.

제6(a)도 내지 제6(c)도는 본 발명에 따른 회전 계산부의 동작 파형도.6 (a) to 6 (c) are operation waveform diagrams of the rotation calculation unit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 감지부 12 : 회전 계산부11 detection unit 12 rotation calculation unit

13 : 아낱로그/디지털 변환기 21 : 회전축13: analog / digital converter 21: axis of rotation

22 : 원판 23 : 인쇄회로기판22: original plate 23: printed circuit board

24 : 발광소자 25 : 수광소자24 light emitting element 25 light receiving element

51 : 회전방향값 연산회로 52 : 회전방향값 유지회로51: rotation direction value calculation circuit 52: rotation direction value holding circuit

53 : 풍향값 출력회로 54 : 누적기53: wind direction output circuit 54: accumulator

본 발명은 광센서를 이용한 풍향 측정장치에 관한 것으로, 특히 건축물의 시공 지점에서 주변 건축물들의 영향에 의해 발생되는 풍향의 변화 및 시공 건축물 자체에 의해 발생되는 풍향의 변화를 자동으로 측정하여, 건축물의 설계시 반영하기 위한 풍향 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wind direction measuring device using an optical sensor, in particular by measuring the change in the wind direction caused by the influence of the surrounding buildings at the construction point of the building and the change in the wind direction generated by the construction itself, It relates to a wind direction measuring device for reflecting in the design.

건축물을 시공하고자 하는 지점에서 주변 건축물들과 시공 건축물의 영향에 의해 발생되는 풍향의 변화를 미리 측정하여, 건축물의 설계시 바람의 영향정도에 따라 이를 고려하여야만 한다.At the point where the building is to be constructed, the change of the wind direction caused by the influence of the surrounding buildings and the construction building is measured in advance, and this must be taken into account according to the degree of wind influence in the design of the building.

종래에는 이러한 풍향을 측정하기 위해 수동적인 방법을 사용하였다. 즉, 건축물 모형 주위에 깃발이나 털실을 꽂아 놓고, 육안으로 일일이 풍향을 확인하거나, 연기와 같은 종류의 기체를 발생시켜, 기류의 흐름을 육안으로 확인하는 방법을 통해 풍향을 추정하였다.In the past, a passive method was used to measure this wind direction. In other words, the wind direction was estimated by placing a flag or yarn around the building model, checking the wind direction with the naked eye, or generating a gas such as smoke, and visually checking the flow of airflow.

이러한 종래의 풍향 측정방법은 육안으로 개략적인 풍향 변화만을 확인하므로, 객관적으로 정확한 측정 결과를 얻을 수 없어, 건축물의 설계시 반영하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.Since the conventional wind direction measurement method only checks the rough wind direction change with the naked eye, there is a problem that the objective measurement result cannot be obtained accurately, and it is not easy to reflect it in the design of the building.

따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 광센서를 이용한 간단한 구성을 통해, 건축물의 시공 지점에서 주변 건축물들의 영향에 의해 발생되는 풍향의 변화 및 시공 건축물 자체에 의해 발생되는 풍향의 변화를 자동으로 측정하여, 건축물의 설계시 반영하기 위한 풍향 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention devised to solve the problems of the prior art as described above is generated by a change in the wind direction generated by the influence of the surrounding buildings at the construction point of the building and the construction building itself through a simple configuration using an optical sensor. It is an object of the present invention to provide a wind direction measuring device for automatically measuring changes in the wind direction, which is reflected in the design of the building.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적어도 두 개의 센서를 포함하여, 바람에 의해 회전되는 회전체의 회전 상태를 감지하는 감지수단; 상기 감지수단에 의해 감지된 신호를 이용해 상기 회전체의 회전 방향 및 회전각도(회전수)를 계산하고, 이 계산된 값을 누적하는 회선 계산수단; 상기 회전 계산수단의 출력인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환수단; 및 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 입력된 신호를 이용해 풍향 및 풍향각을 계산하는 계측용 컴퓨팅수단을 포함하되, 상기 회전 계산수단은, 상기 감지수단에 의해 감지된 신호로부터 상기 원판의 회전 방향을 양(+)/음(-) 신호로 출력하는 회전방향값 연산수단과, 상기 회전방향값 연산수단의 출력을 피드백시켜 상기 적어도 두 개의 센서 모두가 오프될 때까지 현재의 회전방향값을 유지하기 위한 회전방향값 유지수단과, 상기 두개의 센서가 모두 온된 상태 구간에 대응시켜 상기 회전방향값 유지수단으로부터 입력된 회전방향 및 회전값을 출력하는 풍향값 출력수단, 및 상기 풍향값 출력수단으로부터 출력된 신호를 누적하는 누적수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, including at least two sensors, the sensing means for detecting a rotation state of the rotating body rotated by the wind; Line calculation means for calculating a rotation direction and rotation angle (rotation speed) of the rotating body using the signal sensed by the sensing means, and accumulating the calculated value; Analog / digital conversion means for converting an analog signal, which is an output of the rotation calculation means, into a digital signal; And measurement computing means for calculating a wind direction and a wind direction angle using a signal input from the analog / digital converting means, wherein the rotation calculating means includes a direction of rotation of the disc from the signal sensed by the sensing means. A rotation direction value calculating means for outputting a positive / negative signal, and an output of the rotation direction value calculating means is fed back so as to maintain the current rotation direction value until both the at least two sensors are turned off. Wind direction value output means for outputting the rotation direction and the rotation value input from the rotation direction value holding means corresponding to the rotation direction value holding means, the state section where both the sensors are turned on, and outputted from the wind direction value output means And accumulating means for accumulating the signals.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 풍향 측정장치의 전체적인 구성도이고, 제2도는 본 발명에 따른 풍향 측정장치의 감지부의 상세 구성도이며, 제3(a)도 및 제3(b)도는 본 발명의 동작 원리를 설명하기 위한 설명도이고, 제4도는 본 발명에 따른 센서의 상세구성도이다. 또한, 본 발명에 따른 회전 계산부(12)의 상세 회로도가 제5도에 도시되어 있으며, 제5도의 각 회로소자들의 출력 파형이 제6(a)도 내지 제6(c)도에 도시되어 있다.1 is an overall configuration diagram of the wind direction measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a sensing unit of the wind direction measuring apparatus according to the present invention, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are views of the present invention. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation principle, and FIG. 4 is a detailed configuration diagram of a sensor according to the present invention. Further, a detailed circuit diagram of the rotation calculation unit 12 according to the present invention is shown in FIG. 5, and the output waveforms of the circuit elements of FIG. 5 are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). have.

본 발명에서 사용되는 동일한 도면 부호는 동일한 기능부를 나타낸다. 도면에서 “11”은 감지부, “12”는 회전 계산부, “13”은 아날로그/디지털(A/D) 변환기, “21”은 회전축, “22”는 원판, “23”은 인쇄회로기판, “24”는 발광소자, “25”는 수광소자, “51”은 회전방향값 연산회로, “52”는 회전방향값 유지회로, “53”은 풍향값 출력회로, “54”는 누적기를 각각 나타낸다.Like reference numerals used in the present invention denote like functional units. In the figure, “11” is a sensing unit, “12” is a rotation calculation unit, “13” is an analog / digital (A / D) converter, “21” is a rotating shaft, “22” is a disk, and “23” is a printed circuit board. , “24” is light emitting element, “25” is light receiving element, “51” is rotation direction value calculation circuit, “52” is rotation direction value holding circuit, “53” is wind direction value output circuit and “54” is accumulator Represent each.

제1도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 풍향 측정장치는 크게 4개의 기능부로 나눌 수 있다. 즉, 바람에 의해 회전하는 회전체를 통해 풍향의 변화를 감지하는 감지부(11)와, 상기 감지부(11)로부터 입력된 신호로부터 회전체의 회진방향을 계산하고, 이 계산된 값을 누적하는 회전 계산부(12)와, 상기 회전 계산부(12)의 출력을 디지털 신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환기(13), 및 상기 아날로그/디지털 변환기(13)로부터 입력된 디지털 신호로부터 풍향각을 계산하여 나타내는 계측용 컴퓨터(도시되지 않음)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the wind direction measuring apparatus according to the present invention may be largely divided into four functional units. That is, the sensing unit 11 for detecting a change in the wind direction through the rotating body rotated by the wind, and the rotation direction of the rotating body is calculated from the signal input from the sensing unit 11, and the calculated value is accumulated. A wind direction angle from the rotation calculator 12, an analog / digital converter 13 for converting the output of the rotation calculator 12 into a digital signal, and a digital signal input from the analog / digital converter 13; It consists of a measuring computer (not shown) which is shown by calculation.

여기서, 감지부(11)는 종단에 플라스틱이나 종이로 제조된 깃발과 같은 풍향에 따라 움직이는 물체가 결합되고, 회전 가능하도록 지지된 회전축(21)과 상기회전축(21)에 결합되고, 원형의 가장자리 둘레에 소정의 간격으로 다수개의 슬릿이 형성된 원판(22), 및 발광소자(24)와 수광소자(25) 사이에 상기 슬릿이 형성된 원판(22)의 가장자리가 위치하여 상기 원판(22)의 슬릿을 통해 투과된 광을 수신함으로써, 상기 원판(22)의 회전 상태를 감지하는 적어도 두 개의 센서를 구비한다.Here, the sensing unit 11 is coupled to the rotary shaft 21 and the rotary shaft 21 supported to be rotatable, the object moving in accordance with the wind direction, such as a flag made of plastic or paper at the end, and a circular edge A disc 22 having a plurality of slits formed at predetermined intervals around the edge, and an edge of the disc 22 having the slit formed between the light emitting element 24 and the light receiving element 25 is positioned to the slit of the disc 22. At least two sensors for detecting the rotation state of the disc 22 by receiving the light transmitted through.

또한, 제5도에 도시된 바와 같이 회전 계산부(12)는 두 개의 센서에 의해 감지된 신호로부티 원판의 회전 방향을 계산하기 위한 회전방향값 연산회로(제5도의 51)와, 상기 회전방향값 연산회로(51)의 출력을 피드백시켜 두 개의 센서 모두 오프될 때까지 현재의 회전방향값을 유지하기 위한 회전방향값 유지회로(52)와 두개의 센서가 모두 온된 상태 구간에 대응시켜, 상기 회전방향값 유지회로(52)로부터 입력된 회전방향값을 출력하는 풍향값 출력회로(53), 및 상기 풍향값 출력회로(53)로부터 출력된 신호를 누적하여 아날로그/디지털 변환기로 출력하는 누적기(54)를 구비한다.In addition, as shown in FIG. 5, the rotation calculation unit 12 includes a rotation direction value calculation circuit (51 in FIG. 5) for calculating the rotation direction of the bootie disc with the signals sensed by the two sensors. In response to the output of the direction value calculation circuit 51 to maintain the current rotation direction value until both sensors are off, the rotation direction value holding circuit 52 and both sensors correspond to the on-state section, The wind direction value output circuit 53 which outputs the rotation direction value input from the rotation direction value holding circuit 52, and the cumulative output which accumulates the signal output from the wind direction value output circuit 53 to an analog / digital converter. Group 54 is provided.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 동작을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the present invention made as described above in detail.

먼저, 제2도 내지 제4도를 참조하여 감지부(11)의 구성 및 작용에 대해 살펴본다.First, the configuration and operation of the sensing unit 11 will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

제2도에 도시된 바와 같이 회전축(21)의 종단에는 바람이 불어오는 방향에 따라 움직이는 플라스틱으로 제조된 깃발과 같은 물체가 결합되며, 회전축(21)은 베어링(도시되지 않음)과 같은 것에 의해 회전 가능하도록 지지된다. 그리고, 원판(22)의 가장자리에는 작은 틈들인 다수개의 슬릿들이 형성되는데, 이 슬릿들은 360° 전체에 대해 소정의 간격마다(본 발명의 실시예에서는 10°) 형성된다.As shown in FIG. 2, an object such as a flag made of plastic moving along the wind blowing direction is coupled to the end of the rotating shaft 21, and the rotating shaft 21 is formed by a bearing (not shown). It is supported to be rotatable. A plurality of slits, which are small gaps, are formed at the edge of the disc 22, and these slits are formed at predetermined intervals (10 ° in the embodiment of the present invention) for the entire 360 °.

이렇게 가장자리에 다수개의 슬릿이 형성된 원판(22)은 회전축(21)의 소정의 위치에 헛돌지 않도록 강력히 결합된다. 또한, 원판의 가장자리는 센서의 발광소자(24)와 수광소자(25) 사이에 위치하게 된다. 즉, 제4도에 도시된 바와 같이 발광소자(24)와 수광소자(25)가 결합되는 인쇄 회로기판(23)의 소정의 위치는 원판이 통과될 수 있도록 절개되고, 이 절개된 부분의 상하 방향에 발광소자(24)와 수광소자(25)가 결합된다. 여기서, 발광소자(24)는 하나로 구성되고, 단지 수광소자(25)만을 발광소자(24)로부터 발생된 빛을 각각 입력받는 두 개의 수광소자로 구성할 수 있다. 한편, 경우에 따라서는 발광소자와 수광소자를 각각 별도로 구비하는 두 개의 센서가 인쇄회로기판(23)상에 결합될 수 있다.Thus the disk 22 is formed with a plurality of slits on the edge is strongly coupled so as not to go to a predetermined position of the rotary shaft 21. In addition, the edge of the disc is located between the light emitting element 24 and the light receiving element 25 of the sensor. That is, as shown in FIG. 4, the predetermined position of the printed circuit board 23 to which the light emitting element 24 and the light receiving element 25 are coupled is cut so that the original plate can pass through, and the upper and lower portions of the cut portion The light emitting element 24 and the light receiving element 25 are combined in the direction. Here, the light emitting device 24 may be configured as one, and only the light receiving device 25 may be configured as two light receiving devices that receive light generated from the light emitting device 24, respectively. Meanwhile, in some cases, two sensors each having a light emitting element and a light receiving element may be combined on the printed circuit board 23.

다시 말해, 원판의 슬릿이 형성된 부분은 이와 같이 형성된 센서의 발광소자와 수광소자 사이를 통과하게 되고, 이로부터 센서는 원판의 회전방향을 감지하게 된다.In other words, the portion in which the slit of the disc is formed passes between the light emitting element and the light receiving element of the sensor thus formed, from which the sensor senses the rotational direction of the disc.

제3(a)도 및 제3(b)도를 참조하여 감지부(11)의 동작을 설명한다.An operation of the sensing unit 11 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).

앞에서 설명한 바와 같이 원판의 가장자리에는 일정한 간격으로 다수개의 슬릿이 형성되어 있고, 센서의 두 수광소자는 원판의 통과로 인해 수신된 빛을 감지하는데, 여기서 어느 쪽의 수광소자가 빛을 먼저 수신하였느냐에 따라 원판의 회전방향이 결정된다. 즉, 두 개의 수광소자의 가리는 두 슬릿간 간격보다는 약간 크게 설정하여 임의의 어느 하나의 수광소자가 온된 후, 다른 수광소자가 온되고, 둘 다 온된 구간을 지나, 먼저 온된 수광소자가 오프된 다음 나머지 수광소자도 오프되도록 한다.As described above, a plurality of slits are formed at regular intervals at the edge of the disc, and the two light receiving elements of the sensor detect the light received due to the passage of the disc, where which light receiving element received the light first. The direction of rotation of the disc is thus determined. That is, after setting any one light receiving element to be slightly larger than the gap between the two slit of the two light receiving element is turned on, the other light receiving element is turned on, both of the light passing through the on interval, the first light receiving element is turned off Turn off the remaining light-receiving element.

이를 제3(b)도를 참조하여 보다 상세히 살펴본다. 제3(b)도는 설명의 편의를 위해 슬릿이 형성된 원판의 가장자리를 일직선으로 표현하고, 센서의 두 수광소자를 이 일직선 원판을 따라 이동시켰다.This will be described in more detail with reference to FIG. 3 (b). In FIG. 3 (b), for convenience of explanation, the edges of the slit-formed discs are represented in a straight line, and the two light receiving elements of the sensor are moved along the straight discs.

두 개의 수광소자가 1의 위치에서 2의 위치로 이동(실제로는 원판이 시계방향으로 회전)하면서 오른쪽 수광소자가 먼저 온되고, 이 경우 회전방향이 검출된다. 계속 회전하이 왼쪽 수광소자가 온되는 순간, 즉 양쪽 수광소자가 모두 온된 순간부티 오른쪽 수광소자가 오프되는 순간까지(3-5) 회전 계산부(12)는 양의 펄스를 출력함으로써, 회전체가 시계방향으로 한 슬릿 이동하였음을 나타낸다. 그리고, 두 수광소자가 모두 오프되면(6 구간) 시계방향으로 검출되었던 회전방향이 리셋된다.The two light receiving elements move from the position 1 to the position 2 (the disk is actually rotated clockwise), and the right light receiving element is turned on first, in which case the direction of rotation is detected. The rotation calculation unit 12 outputs a positive pulse until the left light receiving element is turned on, that is, the moment when both light receiving elements are turned on, and the moment when the right light receiving element is turned off (3-5). Indicates that one slit has moved clockwise. When both light receiving elements are turned off (six sections), the rotation direction detected in the clockwise direction is reset.

만약, 7의 위치에서 8 위치로 두 개의 수광소자가 이동하였다가 역회전하여 9 위치로 다시 이동하면 시계 방향으로 검출되었던 회전방향이 리셋되고, 계속 역회전하여 10의 위치에서 회전방향은 반시계 방향으로 검출되고, 11에서 13구간 동안 음의 펄스가 발생된다.If two light-receiving elements move from the position 7 to the position 8 and then rotate in the reverse direction to the position 9 again, the direction of rotation detected in the clockwise direction is reset, and the direction of rotation continues counterclockwise at the position 10. Direction is detected, and a negative pulse is generated during the 11 to 13 sections.

이와 같이 센서로부터 감지된 신호를 이용하여 회전방향을 계산하는 회전계산부(12)의 세부 회로도를 제5도에 도시하였다.FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the rotation calculation unit 12 that calculates the rotation direction by using the signal sensed by the sensor.

회전방향값 연산회로(51)는 제1센서와 제2센서 중 어느 하나만이 온된 상태인 경우 이를 알리는 배타적 논리합게이트(511)와, 상기 제1센서의 출력과 상기 배타적 논리합게이트(511)의 출력을 입력받아 상기 제1센서가 온된 상태인지를 확인하는 제1논리곱게이트(512)와, 상기 제2센서의 출력과 상기 배타적 논리합게이트(511)의 출력을 입력받아 상기 제2센서가 온된 상태인지를 확인하는 제2논리곱게이트(513), 및 상기 제1논리곱게이트(512)의 출력에서 상기 제2논리곱게이트(513)의 출력을 감산하여 회전방향을 양(+) 또는 음(-)신호로 나타내는 감산기(514)를 구비한다.The rotation direction value calculating circuit 51 includes an exclusive logic sum gate 511 which notifies when only one of the first sensor and the second sensor is in an on state, an output of the first sensor, and an output of the exclusive logic sum gate 511. A state in which the second sensor is turned on by receiving a first logical gate 512 for checking whether the first sensor is turned on and an output of the second sensor and an output of the exclusive logic sum gate 511. The output of the second logical gate 513 is subtracted from the output of the second logical gate 513 and the output of the first logical gate 512 to confirm whether the rotation direction is positive (+) or negative ( And a subtractor 514 represented by the signal.

회전방향값 유지회로(52)는 제1센서와 제2센서 모두가 오프되는 순간을 감지하기 위한 제1논리합게이트(521)와, 상기 감산기(514)의 출력과 피드백된 이전 감산기의 출력을 논리합하는 제2논리합게이트(522), 및 상기 제1논리합게이트(521)의 출력과 상기 제2논리합게이트(522)의 출력을 입력받아 제1 및 제2센서가 모두 오프될 때까지 이전 감산기의 출력을 유지하도록 하는 제3논리곱게이트(523)를 구비한다.The rotation direction value holding circuit 52 logically combines an output of the first logical sum gate 521 and the output of the subtractor 514 and the previous subtractor fed back to sense the moment when both the first sensor and the second sensor are turned off. The output of the previous subtractor until the first logic gate 522 and the output of the first logic gate 521 and the output of the second logic gate 522 are turned off until both of the first and second sensors are turned off. And a third logical gate 523 to maintain.

풍향값 출력회로(53)는 제1 및 제2센서 모두가 온된 상태를 감지하는 제4논리곱게이트(531), 및 상기 제4논리곱게이트(531)의 출력과 상기 제3논리곱게이트(523)의 출력을 곱하여 풍향값을 출력하는 곱셈기(532)를 구비한다.The wind direction value output circuit 53 includes a fourth logical gate 531 for detecting a state in which both the first and second sensors are turned on, and an output of the fourth logical gate 531 and the third logical gate ( And a multiplier 532 for multiplying the output of 523 to output a wind direction value.

이와 같은 구성을 갖는 회전 계산부(12)의 동작을 제6(a)도 내지 제6(c)도를 참조하여 살펴본다.The operation of the rotation calculation unit 12 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (c).

먼저, 두 센서에 의해 감지된 신호를 이용해 회전방향을 나타내는 신호를 발생하는 회전방향값 연산회로(51)의 동작을 살펴본다.First, the operation of the rotation direction value calculating circuit 51 generating a signal indicating the rotation direction using the signals sensed by the two sensors will be described.

예를 들어, 제1센서와 제2센서로부터 출력된 신호가 각각 제6(a)도에 도시된 S1, S2와 같다라고 가정하면, 배타적 논리합게이트(511)는 제6(a)도의 B와 같은 신호를 출력한다. 즉, 배타적 논리합게이트(511)는 원판의 회전방향을 계산하기 위해 제1 및 제2센서의 출력(S1,S2)을 입력받아 두 신호값이 서로 같은 경우에는 논기 “로우”값을 출력하고, 두 신호값이 서로 다른 경우에는 논리 “하이”값을 출력하는데, 이와 같이 배타적 논리합게이트(511)는 두 개의 센서 중 어느 하나만 온이 되면 이를 감지하여 논리 “하이”값을 출력한다.For example, assuming that the signals output from the first sensor and the second sensor are the same as S1 and S2 shown in FIG. 6 (a), respectively, the exclusive logical sum gate 511 is represented by B of FIG. 6 (a). Output the same signal. That is, the exclusive logical sum gate 511 receives the outputs S1 and S2 of the first and second sensors in order to calculate the rotational direction of the original plate, and outputs a paddy "low" value when the two signal values are the same. When the two signal values are different from each other, a logic “high” value is output. As described above, the exclusive logic sum gate 511 senses when only one of the two sensors is turned on and outputs a logic “high” value.

이와 같이 두 개의 센서 중 어느 하나가 온되는 것을 감지하였으면 다음은 어느 센서가 먼저 온되었는가를 알아보기 위해 제1 및 제2논리곱게이트(512,513)와 감산기(514)가 구비된다.As such, when one of the two sensors is sensed to be turned on, first and second logical gates 512 and 513 and a subtractor 514 are provided to determine which sensor is turned on first.

제1논리곱게이트(512)는 제1센서의 출력(S1)과 배타적 논리합게이트(511)의 출력(B)을 입력받아 논리곱하여 C와 같은 신호를 출력한다. 즉, 제1논리곱게이트(512)는 제1센서가 먼저 온된 경우는 논리 “하이”값을 출력하고, 그렇지 않으면 논리 “로우”값을 출력한다.The first logical multiplication gate 512 receives the output S1 of the first sensor and the output B of the exclusive OR gate 511 and outputs a signal such as C by performing a logical multiplication. That is, the first logical product gate 512 outputs a logic "high" value when the first sensor is turned on first, and outputs a logic "low" value.

제2논리곱게이트(513)는 제2센서의 출력(S2)과 배타적 논리합게이트(511)의 출력(B)을 입력받아 논리곱하여 D와 같은 신호를 출력한다. 즉, 제2논리곱게이트(512)는 제2센서가 먼저 온된 경우는 논리 “하이”값을 출력하고, 그렇지 않으면 논리 “로우”값을 출력한다.The second logical product gate 513 receives the output S2 of the second sensor and the output B of the exclusive OR gate 511 and outputs a signal such as D by performing an AND operation. That is, the second logical gate 512 outputs a logic "high" value when the second sensor is turned on first, and outputs a logic "low" value.

감산기(514)는 제1논리곱게이트(512)의 출격(C)에서 제2논리곱게이트(513)의 출력(D)을 감산하여 제6(b)도의 신호 E를 출력한다. 즉, 감산기(514)는 제1센서가 먼저 온된 경우에는 양(+)의 값을 출력하고, 제2센서가 먼저 온된 경우에는 음(-) 값을 출력한다.The subtractor 514 subtracts the output D of the second logical gate 513 from the output C of the first logical gate 512 to output the signal E of FIG. 6 (b). That is, the subtractor 514 outputs a positive value when the first sensor is turned on first, and outputs a negative value when the second sensor is turned on first.

이와 같이 감산기(514)에 의해 어느 센서가 먼저 온되었는지가 양(+) 혹은 음(-) 신호로 표현된다. 본 발명의 실시예에서는 양(+) 신호이면 시계방향을, 음(-) 신호이면 반시계방향을 나타낸다.In this way, the subtractor 514 indicates which sensor is turned on first by a positive or negative signal. In the embodiment of the present invention, a positive signal indicates a clockwise direction, and a negative signal indicates a counterclockwise direction.

다음, 감산기(514)의 출력을 두 개의 센서 모두가 오프되는 순간까지 유지하는 회전방향값 유지회로(52)의 동작을 살펴본다.Next, the operation of the rotation direction value holding circuit 52 which maintains the output of the subtractor 514 until the moment when both sensors are turned off will be described.

제1논리합게이트(521)는 제1 및 제2센서가 모두 오프되는 순간을 검지하기 위한 것으로, 제1센서의 출력(S1)과 제2센서의 출력(S2)을 논리합하여 제6(b)도의 G와 같은 신호를 출력한다. 제2논리합게이트(522)는 제3논리곱게이트(523)의 피드백된 신호와 감산기(514)의 출력을 논리합하여 제6(b)도의 F와 같은 신호를 출력한다. 제3논리곱게이트(523)는 제1논리합게이트(521)의 출력(G)과 제2논리합게이트(522)의 출력(F)을 논리곱하여 H와 같은 신호를 출력하는데, 이 제3논리곱게이트(523)의 출력(H)은 곱셈기(532)와 제2논리합게이트(522)로 피드백된다.The first logic gate 521 detects the moment when both the first and second sensors are turned off. The first logic gate 521 is configured to logically combine the output S1 of the first sensor and the output S2 of the second sensor. Outputs a signal such as G in FIG. The second logical sum gate 522 logically sums the feedback signal of the third logical gate 523 and the output of the subtractor 514 and outputs a signal such as F of FIG. 6 (b). The third logical gate 523 logically multiplies the output G of the first logical sum gate 521 by the output F of the second logical sum gate 522 and outputs a signal such as H. The third logical product The output H of the gate 523 is fed back to the multiplier 532 and the second logic gate 522.

이와 같이 제3논리곱게이트(523)의 출력(H)을 피드백시키는 이유는 검출된 회전방향 신호를 리셋되기 전까지 유지하기 위함이다 즉, 두 개의 센서가 모두 온된 후, 먼저 온된 센서가 나중에 온된 센서보다 먼저 오프되게 되는데, 이 경우 한쪽 센서만이 신호를 발생하는 경우이므로 회전방향이 바뀌는 것으로 인식되게 된다. 따라서, 이 회전방향값 유지회로(52)에 의해 두 개의 센서가 모두 오프되어 리셋되기 전에 회전방향값이 바뀌는 것이 방지된다.The reason for feeding back the output H of the third logical gate 523 is to maintain the detected rotational direction signal until it is reset. That is, after both sensors are turned on, the first sensor is turned on later. First off, in this case, only one sensor generates a signal, it is recognized that the rotation direction is changed. Therefore, the rotation direction value holding circuit 52 prevents the rotation direction value from changing before both sensors are turned off and reset.

풍향값 출력회로(53)의 제4논리곱게이트(531)는 두 개의 센서가 동시에 온되는 경우 논리 “하이”값을 제6(a)도의 A와 같이 출력한다. 곱셈기(532)는 이 제4논리곱게이트(531)의 출력과 제3논리곱게이트(523)의 출력을 곱하여 제6(b)도에 도시된 I와 같은 신호를 출력한다. 즉, 곱셈기(532)의 출력(I)은 원판의 회전방향과 풍향값을 전기신호로 나타낸 것이다.The fourth logical product gate 531 of the wind direction value output circuit 53 outputs a logic "high" value as shown in A of FIG. 6 (a) when two sensors are turned on at the same time. The multiplier 532 multiplies the output of the fourth logical multiplication gate 531 by the output of the third logical multiplication gate 523 and outputs a signal such as I shown in FIG. 6 (b). That is, the output I of the multiplier 532 represents the rotation direction and the wind direction value of the disc as an electric signal.

이렇게 출력된 원판의 회전방향 신호(I)는 누적기(54)에 의해 누적되어(제6(c)도의 J와 같은 신호) 아날로그/디지털 변환기(제1도의 13)로 입력된다.The rotation direction signal I of the disc thus output is accumulated by the accumulator 54 (signal like J in FIG. 6 (c)) and input to the analog / digital converter (13 in FIG. 1).

제6(c)도의 K는 아날로그/디지털 변환기(제1도의 13)를 통과한 후 샘플링된 신호를 나타낸다.K in FIG. 6 (c) represents a signal sampled after passing through the analog-to-digital converter (13 in FIG. 1).

전술한 바와 같은 본 발명에서 슬릿의 간격을 더 작게 설정하면 각도의 오차를 줄일 수 있다.In the present invention as described above, if the interval between the slits is set smaller, the error of the angle can be reduced.

상기와 같은 본 발명은 건축물의 풍환경실험시 풍향의 방향 및 풍향각(회전수)을 짧은 시간 내에 정확하고 쉽게 구할 수 있어, 시간적 소비를 줄이면서 건축불의 설계시 이를 유용하게 반영할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above can be obtained accurately and easily in a short time the direction and direction of the wind direction (wind rotation speed) in the wind environment test of the building, while reducing the time consumption effect that can be usefully reflected in the design of building fire There is.

Claims (7)

적어도 두개의 센서를 포함하여, 바람에 의해 회전되는 회전체의 회전상태를 감지하는 감지수단; 상기 감지수단에 의해 감지된 신호를 이용해 상기 회전체의 회전 방향 및 회전각도(회전수)를 계산하고, 이 계산된 값을 누적하는 회전 계산수단; 상기 회전 계산수단의 출력인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환수단; 및 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터 입력된 신호를 이용해 풍향 및 풍향각을 계산하는 계측용 컴퓨팅수단을 포함하되, 상기 회전 계산수단은 상기 감지수단에 의해 감지된 신호로부터 상기 원판의 회전 방향을 양(+)/음(-) 신호로 출력하는 회전방향값 연산수단과, 상기 회전방향값 연산수단의 출력을 피드백시켜 상기 적어도 두개의 센서 모두가 오프될 때까지 현재의 회전방향값을 유지하기 위한 회전방향값 유지수단과, 상기 두개의 센서가 모두 온된 상태 구간에 대응시켜 상기 회전방향값 유지수단으로부터 입력된 회전방향 및 회전값을 출력하는 풍향값 출력수단, 및 상기 풍향값 출력수단으로부터 출력된 신호를 누적하는 누적수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.Sensing means including at least two sensors to detect a rotation state of the rotating body rotated by wind; Rotation calculation means for calculating a rotation direction and rotation angle (rotation speed) of the rotating body using the signal sensed by the sensing means, and accumulating the calculated value; Analog / digital conversion means for converting an analog signal, which is an output of the rotation calculation means, into a digital signal; And measurement computing means for calculating a wind direction and a wind direction angle using a signal input from the analog / digital converting means, wherein the rotation calculating means measures the rotation direction of the disc from the signal sensed by the sensing means. A rotation direction value calculating means for outputting a +) / negative signal and a rotation for maintaining the current rotation direction value until both of the at least two sensors are turned off by feeding back the output of the rotation direction value calculating means. Wind direction value output means for outputting the rotation direction and the rotation value input from the rotation direction value holding means corresponding to the direction value holding means, the state section where both the sensors are turned on, and the signal output from the wind direction value output means Wind direction measuring apparatus comprising a cumulative means for accumulating. 제1항에 있어서, 상기 감지 수단은, 상기 회전체의 회전축에 결합되어 상기 회전체와 연동하며, 원형의 가장자리 둘레에 소정의 간격으로 다수개의 슬릿이 형성된 원판, 및 상기 원판의 회전에 따라 상기 원판의 슬릿을 통해 투과된 광을 감지함으로써, 회전상태를 감지하는 적어도 두개의 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.The disk according to claim 1, wherein the sensing means is coupled to a rotating shaft of the rotating body and interlocks with the rotating body, and includes a plurality of slits formed at predetermined intervals around a circular edge, and the disk is rotated according to the rotation of the disk. At least two sensors for detecting the state of rotation by detecting the light transmitted through the slit of the disc, characterized in that the wind direction measuring apparatus. 제2항에 있어서, 상기 두 개의 센서는, 적어도 하나의 발광소자와 적어도 두 개의 수광소자를 포함한 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.The wind direction measuring apparatus of claim 2, wherein the two sensors include at least one light emitting element and at least two light receiving elements. 제3항에 있어서, 상기 두 개의 수광소자는, 상기 원판에 형성된 두 슬릿간 간격보다는 악간 크게 설정하여 상기 임의의 어느 하나의 수광소자가 온된 후, 상기 임의의 다른 수광소자가 온되고, 먼저 온된 상기 임의의 수광소자가 오프된 다음 상기 나머지 수광소자도 오프되도록 설치된 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.The method of claim 3, wherein the two light receiving elements are set larger than the interval between the two slits formed in the disc, the any one of the light receiving element is turned on, then any other light receiving element is turned on, first turned on And the predetermined light receiving element is turned off and then the other light receiving element is turned off. 제1항에 있어서, 상기 회전방향값 연산수단은, 제1센서와 제2센서 중 어느 하나만이 온된 상태를 감지하기 위한 배타적 논리합수단, 상기 제1센서의 출력과 상기 배타적 논리합수단의 출력을 입력받아 상기 제1센서가 온된 상태인지를 확인하는 제1논리곱수단; 상기 제2센서의 출력과 상기 배타적 논리합수단의 출력을 입력받아 상기 제2센서가 온된 상태인지를 확인하는 제2논리곱수단; 및 상기 제1논리곱수단의 출격에서 상기 제2논리곱수단의 출력을 감산하여 회전방향을 양(+) 또는 음(-)신호로 나타내는 감산수단을 포함한 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the rotation direction value calculating means comprises: exclusive OR means for detecting a state in which only one of the first sensor and the second sensor is turned on, and an output of the first sensor and an output of the exclusive OR value; First logical means for receiving and checking whether the first sensor is in an on state; Second logical multiplication means for receiving an output of the second sensor and an output of the exclusive OR means and checking whether the second sensor is in an on state; And a subtracting means for subtracting the output of the second logical multiplying unit from the sorting of the first logical multiplying unit to indicate a rotation direction as a positive (+) or negative (-) signal. 제5항에 있어서, 상기 회전방향값 유지수단은, 상기 제1센서와 상기 제2센서 모두 오프되는 순간을 감지하기 위한 제1논리합수단; 상기 감산수단의 출력과 피드백된 이전 감산수단의 출력을 논리합하는 제2논리합수단; 및 상기 제1논리합수단의 출력과 상기 제2논리합수단의 출력을 입력받아 상기 제1 및 제2센서가 모두 오프될 때까지 상기 이전 감산수단의 출력을 유지하기 위한 제3논리곱수단을 포함한 것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the rotation direction value holding means comprises: first logical summation means for sensing a moment at which both the first sensor and the second sensor are turned off; Second logical sum means for ORing the output of the subtraction means and the output of the previous subtraction means fed back; And third logical multiplication means for receiving the output of the first logical sum means and the output of the second logical sum means and maintaining the output of the previous subtracting means until both the first and second sensors are turned off. Wind direction measuring device characterized in that. 제6항에 있어서, 상기 풍향값 출력수단은, 상기 제1 및 제2센서 모두가 온된 상태를 감지하는 제4논리곱수단; 및 상기 제4논리곱수단의 출력과 상기 제3논리곱수단의 출력을 곱하여 회전방향 및 회전값을 출력하는 곱셈수단을 포함한 ·것을 특징으로 하는 풍향 측정장치.7. The apparatus of claim 6, wherein the wind direction value output means comprises: fourth logical product means for detecting a state in which both the first and second sensors are turned on; And multiplication means for multiplying the output of the fourth logical product by the output of the third logical product and outputting a rotation direction and a rotation value.
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