JPS6142227B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6142227B2 JPS6142227B2 JP13191180A JP13191180A JPS6142227B2 JP S6142227 B2 JPS6142227 B2 JP S6142227B2 JP 13191180 A JP13191180 A JP 13191180A JP 13191180 A JP13191180 A JP 13191180A JP S6142227 B2 JPS6142227 B2 JP S6142227B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind
- receiving column
- pressure
- electrodes
- common electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は風の方向を電気的に検出する風向計に
関するものである。
関するものである。
本発明の主な目的は、可動部を有せず、構造簡
単で、しかも必要に応じて風速信号をも得ること
のできる風向計を実現しようとするものである。
単で、しかも必要に応じて風速信号をも得ること
のできる風向計を実現しようとするものである。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図
で、Ａは正面図、ＢはＡ図におけるＢ−Ｂ断面図
である。
で、Ａは正面図、ＢはＡ図におけるＢ−Ｂ断面図
である。
図において、１は基台、２はこの基台１に取付
けた断面円形の受圧柱、３は受圧柱２の上部に取
付けた上板で、整流板としての役目と、雨や積雪
による影響を取り除くための傘の役目をしてい
る。
けた断面円形の受圧柱、３は受圧柱２の上部に取
付けた上板で、整流板としての役目と、雨や積雪
による影響を取り除くための傘の役目をしてい
る。
受圧柱２は、薄肉の円筒で構成さてれており、
その内側表面には共通電極２０が形成されてい
る。この円筒受圧柱２の内部には、ギヤツプ２１
を隔てて同心的に絶縁材で構成した円柱４が配置
されている。円柱４の表面には、４個の面積が互
いに等しい電極４１〜４４が円周方向に等間隔で
形成され、これらの電極が各々東西南北の方向に
位置するように設置されている。
その内側表面には共通電極２０が形成されてい
る。この円筒受圧柱２の内部には、ギヤツプ２１
を隔てて同心的に絶縁材で構成した円柱４が配置
されている。円柱４の表面には、４個の面積が互
いに等しい電極４１〜４４が円周方向に等間隔で
形成され、これらの電極が各々東西南北の方向に
位置するように設置されている。
第２図は共通電極２０、電極４１〜４４を含む
電気的接続図である。ここで、互いに東西に向か
つて設置された電極４１，４２は、図示するよう
に共通電極２０を挾んで両側に設置された等価回
路となり、各電極間のギヤツプで形成される容量
C1，C2が受圧円柱２の変位に対して差動的に変
化するように接続されている。また、南北に向か
つて設置された電極４３，４４も、同じように共
通電極２０を挾んで各電極間容量C3，C4が受圧
円柱２の変位に対して差動的に変化するように接
続されている。OS１〜OS４はいずれも交流信号
源を示したもので、ここではそれぞれ個別に示す
が、実際には、例えばひとつの交流発信器からの
信号をトランスを介して供給するような回路が用
いられる。D1〜D8はいずれもダイオードで、ダ
イオードブリツジ回路B1，B2を構成しており、
抵抗R1，R2に、それぞれ電極間容量C3，C4およ
びC1，C2の差に対応した信号e1，e2を得るように
している。
電気的接続図である。ここで、互いに東西に向か
つて設置された電極４１，４２は、図示するよう
に共通電極２０を挾んで両側に設置された等価回
路となり、各電極間のギヤツプで形成される容量
C1，C2が受圧円柱２の変位に対して差動的に変
化するように接続されている。また、南北に向か
つて設置された電極４３，４４も、同じように共
通電極２０を挾んで各電極間容量C3，C4が受圧
円柱２の変位に対して差動的に変化するように接
続されている。OS１〜OS４はいずれも交流信号
源を示したもので、ここではそれぞれ個別に示す
が、実際には、例えばひとつの交流発信器からの
信号をトランスを介して供給するような回路が用
いられる。D1〜D8はいずれもダイオードで、ダ
イオードブリツジ回路B1，B2を構成しており、
抵抗R1，R2に、それぞれ電極間容量C3，C4およ
びC1，C2の差に対応した信号e1，e2を得るように
している。
CK1，CK2はそれぞれ抵抗R1，R2に得られた信
号e1，e2を入力し、その平均値を得た後開平演算
を行う平滑回路を含む開平演算回路、CK0は各演
算回路CK1，CK2、からの信号を入力とする演算
回路で、これらの演算回路CK1，CK2，CK0は
Ａ／Ｄ変換器を含むひとつのマイクロコンピユー
タを用いるようにしてもよい。CUはスイツチ
SWおよびアンプA1を介して印加される周波数信
号を計数するカウンタである。
号e1，e2を入力し、その平均値を得た後開平演算
を行う平滑回路を含む開平演算回路、CK0は各演
算回路CK1，CK2、からの信号を入力とする演算
回路で、これらの演算回路CK1，CK2，CK0は
Ａ／Ｄ変換器を含むひとつのマイクロコンピユー
タを用いるようにしてもよい。CUはスイツチ
SWおよびアンプA1を介して印加される周波数信
号を計数するカウンタである。
このように構成した装置の動作を次に第１図Ｂ
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
はじめに、無風状態においては、受圧柱２は中
立位置にあつて、共通電極２０と各電極４１〜４
４間のギヤツプ２０はいずれの位置でも等しくな
つているものとする。この状態では、共通電極２
０と各電極間４１〜４４の電極間容量Coは(1)式
で表わすことができる。
立位置にあつて、共通電極２０と各電極４１〜４
４間のギヤツプ２０はいずれの位置でも等しくな
つているものとする。この状態では、共通電極２
０と各電極間４１〜４４の電極間容量Coは(1)式
で表わすことができる。
Co＝εｏ・Ｓ／ｄ (1)
ただし、ｄ：ギヤツプ２０の距離
Ｓ：各電極４１〜４４の面積
εｏ：比誘電率
いま、第１図Ｂの矢印Foに示す方向の風（北
北東の風）が来た場合、受圧柱２はこの風による
力を受け、破線に示すように中立位置から変化
し、電極４１，４４と共通電極４０との間の電極
間ギヤツプは狭まり、反対に電極４２，４３と共
通電極４０との間の電極間ギヤツプは拡がる。
北東の風）が来た場合、受圧柱２はこの風による
力を受け、破線に示すように中立位置から変化
し、電極４１，４４と共通電極４０との間の電極
間ギヤツプは狭まり、反対に電極４２，４３と共
通電極４０との間の電極間ギヤツプは拡がる。
ここで、この風の速度（風速）Ｖによる受圧柱
２に作用する力を東西方向ＦEW、南北方向ＦNSに
分解すれば、ＦEW，ＦNSはいずれもV2に比例
し、これらと風向（ここでは南北方向に対する角
度θで表わすものとする）との関係は(2)式で示す
ことができる。
２に作用する力を東西方向ＦEW、南北方向ＦNSに
分解すれば、ＦEW，ＦNSはいずれもV2に比例
し、これらと風向（ここでは南北方向に対する角
度θで表わすものとする）との関係は(2)式で示す
ことができる。
また、電極間ギヤツプ距離が、Δ±ｄだけ変化
したものとすれば、東西および南北に配置された
２組の電極間容量の変化量ΔＣは(3)式で示すこと
ができる。
したものとすれば、東西および南北に配置された
２組の電極間容量の変化量ΔＣは(3)式で示すこと
ができる。
ΔＣ＝−Co・Δｄ／ｄ (3)
第２図において、抵抗R1には(3)式に示すよう
な電極間容量C3，C4の差ΔＣNSに対応した信号
e1が生じ、また、抵抗R2には電極間容量C1，C2
の差ΔＣEWに対応した信号e2が生じるもので、こ
れらとＦNS,ＦEWとの関系は、(4)式、(5)式で表わ
すことができる。
な電極間容量C3，C4の差ΔＣNSに対応した信号
e1が生じ、また、抵抗R2には電極間容量C1，C2
の差ΔＣEWに対応した信号e2が生じるもので、こ
れらとＦNS,ＦEWとの関系は、(4)式、(5)式で表わ
すことができる。
√1∝√NS∝√NS (4)
√2∝√EW∝√EW (5)
演算回路CK1，CK2は各抵抗R1，R2に生ずる電
圧e1，e2を入力し、これを開平演算して(6)式、(7)
式で表わされる信号ＥNS，ＥEWを得る。
圧e1，e2を入力し、これを開平演算して(6)式、(7)
式で表わされる信号ＥNS，ＥEWを得る。
ＥNS∝√1 (6)
ＥEW∝√2 (7)
演算回路CKoは(6)式、(7)式で示される信号ＥN
Ｓ，ＦEWを入力し、(8)式に示される演算を行つ
て、風向θを求めることができる。
Ｓ，ＦEWを入力し、(8)式に示される演算を行つ
て、風向θを求めることができる。
θ＝tan-1・ＥＥＷ／ＥＮＳ (8)
なお、風の方向、例えば北北東と南南西の風の
判別は、出力e1，e2の極性により行うことができ
る。
判別は、出力e1，e2の極性により行うことができ
る。
一方、受圧柱２において矢印Fo方向の風は、
これらに当たつた後、カルマン渦を生じさせ、受
圧柱２をカルマン渦に対応した周波数で振動変位
させる。カルマン渦の生成周波数ｆと風速Ｖとは
(9)式に示す関係がある。
これらに当たつた後、カルマン渦を生じさせ、受
圧柱２をカルマン渦に対応した周波数で振動変位
させる。カルマン渦の生成周波数ｆと風速Ｖとは
(9)式に示す関係がある。
ｆ＝Ｋ・Ｖ (9)
ただし、Ｋ：定数
第２図において、カウンタCUは、風向きに対
応して接点ａおよび接点ｂのいずれかに接続され
るスイツチSW、アンプA1を介して周波数信号ｆ
を計数し、風速Ｖを知るようにしている。
応して接点ａおよび接点ｂのいずれかに接続され
るスイツチSW、アンプA1を介して周波数信号ｆ
を計数し、風速Ｖを知るようにしている。
このように構成した装置によれば、可動部がな
く、また検出部たる各電極は円筒受圧柱内部に設
けられているので、外気と接触することはない。
したがつて、構造が簡単で長寿命の風向計が実現
できる。また、必要に応じて風速を測定すること
も可能な風向計が実現できる。
く、また検出部たる各電極は円筒受圧柱内部に設
けられているので、外気と接触することはない。
したがつて、構造が簡単で長寿命の風向計が実現
できる。また、必要に応じて風速を測定すること
も可能な風向計が実現できる。
なお、上記の実施例では、風向を測定する場合
を想定して説明したが、海水中に設置して潮流を
測定するようにしてもよい。また、ここでは東西
南北に設置される４個の電極を共通電極に対向さ
せたものであるが、電極の数は他の数でもよい。
この場合、内部円柱４の径やギヤツプ距離、電極
面積、受圧柱の長さ等は、測定範囲等を考慮して
決められるものとする。また演算式も(8)式以外の
他の式を用いるものとする。
を想定して説明したが、海水中に設置して潮流を
測定するようにしてもよい。また、ここでは東西
南北に設置される４個の電極を共通電極に対向さ
せたものであるが、電極の数は他の数でもよい。
この場合、内部円柱４の径やギヤツプ距離、電極
面積、受圧柱の長さ等は、測定範囲等を考慮して
決められるものとする。また演算式も(8)式以外の
他の式を用いるものとする。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図
で、Ａは正面図、ＢはＡ図におけるＢ−Ｂ断面
図、第２図は電気的接続図である。 １……基台、２……受圧柱、３……整流板、２
０……共通電極、４……円柱、４１〜４４……電
極、CK1，CK2，CKo……演算回路。
で、Ａは正面図、ＢはＡ図におけるＢ−Ｂ断面
図、第２図は電気的接続図である。 １……基台、２……受圧柱、３……整流板、２
０……共通電極、４……円柱、４１〜４４……電
極、CK1，CK2，CKo……演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 薄肉の円筒で構成されその内側に共通電極が
設けられた受圧柱、この受圧柱の内部にギヤツプ
を隔てて配置され円周方向に等間隔で少なくとも
４個以上の電極が設けられた円柱および、前記４
個以上の電極と共通電極との間で形成される各静
電容量を検出しこれらの各静電容量に関連した信
号を演算することによつて風向を求める演算回路
を具備した風向計。 ２ 静電容量の変化周波数を検出し風速を測定で
きるようにした特許請求の範囲第１項記載の風向
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13191180A JPS5756760A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Anemoscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13191180A JPS5756760A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Anemoscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5756760A JPS5756760A (en) | 1982-04-05 |
| JPS6142227B2 true JPS6142227B2 (ja) | 1986-09-19 |
Family
ID=15069056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13191180A Granted JPS5756760A (en) | 1980-09-22 | 1980-09-22 | Anemoscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5756760A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7268691B2 (en) | 2005-05-02 | 2007-09-11 | Delphi Technologies, Inc. | Weather/environment communications node |
-
1980
- 1980-09-22 JP JP13191180A patent/JPS5756760A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5756760A (en) | 1982-04-05 |
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