JPH0769343B2 - イオン風速計 - Google Patents
イオン風速計Info
- Publication number
- JPH0769343B2 JPH0769343B2 JP63220529A JP22052988A JPH0769343B2 JP H0769343 B2 JPH0769343 B2 JP H0769343B2 JP 63220529 A JP63220529 A JP 63220529A JP 22052988 A JP22052988 A JP 22052988A JP H0769343 B2 JPH0769343 B2 JP H0769343B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- corona discharge
- wind speed
- wind
- collectors
- 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 - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コロナ放電で発生したイオンにより風速など
を測定するためのイオン風速計に関するものである。
を測定するためのイオン風速計に関するものである。
［従来の技術］ 風速測定も多様化してきて、最近は応答性のよい風速計
に関心が集まっている。応答性を上げるためには可動部
分がないことが必須条件で、そのため、様々な原理を利
用した風速計が開発されている。イオン風速計もこの範
疇に入るもので、コロナ放電により発生させたイオン群
の動きから風速を測定するものである。イオン風速計自
体にも種々の原理のものが提案されている。
に関心が集まっている。応答性を上げるためには可動部
分がないことが必須条件で、そのため、様々な原理を利
用した風速計が開発されている。イオン風速計もこの範
疇に入るもので、コロナ放電により発生させたイオン群
の動きから風速を測定するものである。イオン風速計自
体にも種々の原理のものが提案されている。
従来のイオン風速計は、コロナ放電線を中心にイオンコ
レクターを対向して設け、これを風の流れ方向に整列す
るように設けたものからなっている。このイオン風速計
において、風速がゼロの場合、コロナ放電線から放出さ
れるイオンは、上流側のイオンコレクターと下流側のイ
オンコレクターとに等価に流れるが、風速があると上流
側に向かうイオンが下流側に流されるため、その上流側
のイオンコレクターに流れた電流値と下流側イオンコレ
クターに流れた電流値の差で風速を検出することができ
る。
レクターを対向して設け、これを風の流れ方向に整列す
るように設けたものからなっている。このイオン風速計
において、風速がゼロの場合、コロナ放電線から放出さ
れるイオンは、上流側のイオンコレクターと下流側のイ
オンコレクターとに等価に流れるが、風速があると上流
側に向かうイオンが下流側に流されるため、その上流側
のイオンコレクターに流れた電流値と下流側イオンコレ
クターに流れた電流値の差で風速を検出することができ
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このイオン風速計においては風速の検出
はできるが、風向まで検出することができず、またイオ
ンの流れが風上と風下方向となるため、風向に対して上
流側のイオンコレクターと下流側イオンコレクターとを
正確に配置しなければならない問題がある。
はできるが、風向まで検出することができず、またイオ
ンの流れが風上と風下方向となるため、風向に対して上
流側のイオンコレクターと下流側イオンコレクターとを
正確に配置しなければならない問題がある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、風速と
風向とを検出できるイオン風速計を提供することを目的
とする。
風向とを検出できるイオン風速計を提供することを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するために、直径約0.1mm
のタングステン棒からなるコロナ放電線と、そのコロナ
放電線を中心とした半径十数mmの円周上に、４〜８本等
間隔に接地して配置された直径約1mmのタングステン棒
からなるイオンコレクターと、コロナ放電線とイオンコ
レクター間に数kvの直流電圧を印加する高圧電源と、そ
の各イオンコレクターに流れる電流値を検出する電流検
出部を有し、その電流検出部の検出電流値から風速と風
向を測定するための演算装置とを備えたものである。
のタングステン棒からなるコロナ放電線と、そのコロナ
放電線を中心とした半径十数mmの円周上に、４〜８本等
間隔に接地して配置された直径約1mmのタングステン棒
からなるイオンコレクターと、コロナ放電線とイオンコ
レクター間に数kvの直流電圧を印加する高圧電源と、そ
の各イオンコレクターに流れる電流値を検出する電流検
出部を有し、その電流検出部の検出電流値から風速と風
向を測定するための演算装置とを備えたものである。
［作用］ 上記の構成によれば、イオンコレクターが、コロナ放電
線を中心とした円周上に４〜８本設けられるため、コロ
ナ放電線からのコロナ放電により発生したイオンは、そ
の円周上で均一に発生し、これが風により適宜流されて
各イオンコレクターに捕集される結果、各イオンコレク
ターの電流値を検出すると共に各電流値から風向と風速
とを求めることができる。この場合、放電線を直径約0.
1mmのタングステン棒で形成し、イオンコレクターを直
径約1mmのタングステン棒で形成することで、長期に使
用してもコロナ放電に片寄りがなく、また半径数十mmの
円周上にこれらイオンコレクターが配置されるので、物
理的な抵抗が少ないため、風がイオンコレクターにより
邪魔されることがなく、正確な風向、風速を測定するこ
とができる。
線を中心とした円周上に４〜８本設けられるため、コロ
ナ放電線からのコロナ放電により発生したイオンは、そ
の円周上で均一に発生し、これが風により適宜流されて
各イオンコレクターに捕集される結果、各イオンコレク
ターの電流値を検出すると共に各電流値から風向と風速
とを求めることができる。この場合、放電線を直径約0.
1mmのタングステン棒で形成し、イオンコレクターを直
径約1mmのタングステン棒で形成することで、長期に使
用してもコロナ放電に片寄りがなく、また半径数十mmの
円周上にこれらイオンコレクターが配置されるので、物
理的な抵抗が少ないため、風がイオンコレクターにより
邪魔されることがなく、正確な風向、風速を測定するこ
とができる。
［実施例］ 以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図において、１は垂直に設けられるコロナ放電線
で、高圧電源２に接続される。このコロナ放電線１を中
心とした円周上に４〜10数本のイオンコレクター３
１〜Ｎが設けられる。
で、高圧電源２に接続される。このコロナ放電線１を中
心とした円周上に４〜10数本のイオンコレクター３
１〜Ｎが設けられる。
このイオンコレクター３１〜Ｎは、それぞれリード線４
を介して接地５され、その各リード線４に演算装置７の
電流検出部６１〜Ｎが接続される。この電流検出部６
１〜Ｎの検出値がそれぞれ演算装置７に入力され、演算
装置７にて風向及び風速が求められる。
を介して接地５され、その各リード線４に演算装置７の
電流検出部６１〜Ｎが接続される。この電流検出部６
１〜Ｎの検出値がそれぞれ演算装置７に入力され、演算
装置７にて風向及び風速が求められる。
先ず、コロナ放電線１とイオンコレクター３１〜Ｎは、
第２図に示すように絶縁材からなる上下の支持体8,9間
に保持される。この上下の支持体8,9の中心にコロナ放
電線１の取付座10,11が設けられ、その取付座10,11間に
コロナ放電線１が張設されると共にそのコロナ放電線１
を中心とした円周上にイオンコレクター３１〜Ｎがほぼ
等間隔に設けられる。この下部の支持体９には北等の方
角を示すマーク12が設けられ、このマーク12が自動的に
北など設定した方角に向くようにされる。
第２図に示すように絶縁材からなる上下の支持体8,9間
に保持される。この上下の支持体8,9の中心にコロナ放
電線１の取付座10,11が設けられ、その取付座10,11間に
コロナ放電線１が張設されると共にそのコロナ放電線１
を中心とした円周上にイオンコレクター３１〜Ｎがほぼ
等間隔に設けられる。この下部の支持体９には北等の方
角を示すマーク12が設けられ、このマーク12が自動的に
北など設定した方角に向くようにされる。
コロナ放電線１は例えば直径0.1mmφで放電有効長さが3
0mmのタングステン線等から構成され、またイオンコレ
クター３１〜Ｎは、直径1mmφのタングステン棒からな
り、コロナ放電線１を中心に半径12mmの円周上に45度間
隔で８本設けられている。
0mmのタングステン線等から構成され、またイオンコレ
クター３１〜Ｎは、直径1mmφのタングステン棒からな
り、コロナ放電線１を中心に半径12mmの円周上に45度間
隔で８本設けられている。
このコロナ放電線１には高圧電源２により４〜数10KVの
正極性又は負極性の直流高電圧が印加される。
正極性又は負極性の直流高電圧が印加される。
下部の支持体９の外周には各イオンコレクター３１〜Ｎ
に対応してターミナル13が設けられ、そのターミナル13
がそれぞれリード線４を介して電流検出部６１〜Ｎに接
続されると共にその検出値が、それぞれ演算装置７に入
力され、演算装置７にて風向及び風速が求められる。
に対応してターミナル13が設けられ、そのターミナル13
がそれぞれリード線４を介して電流検出部６１〜Ｎに接
続されると共にその検出値が、それぞれ演算装置７に入
力され、演算装置７にて風向及び風速が求められる。
演算装置７は、風速を測定する場合、第３図に示すよう
風向Ｗに対しコロナ放電線１の風上側に位置するイオン
コレクター群3Wと風下側に位置するイオンコレクター群
3Lとに分け、風上側イオンコレクター群3Wで検出された
電流値IWと風下側に位置するイオンコレクター群3Lで検
出された電流値ILとを電流−電圧交換器14W，14Lで電圧
値VW，VLに変換した後、これら電圧値VW，VLを減算器15
と加算器16とでそれぞれ減算と加算を行った後、この減
算値（VW−VL）と加算値（VW＋VL）を割算器17にて割算
（VW−VL／VW＋VL）し、その出力V0を風速値として出力
する。また風向は、各イオンコレクター３１〜Ｎを適宜
風下側と風上側とに分け、上述のように風速値の出力V0
を求めその出力がマーク12に対して最大値となる角度よ
り求められ、同時にその最大値が風速として求まる。
風向Ｗに対しコロナ放電線１の風上側に位置するイオン
コレクター群3Wと風下側に位置するイオンコレクター群
3Lとに分け、風上側イオンコレクター群3Wで検出された
電流値IWと風下側に位置するイオンコレクター群3Lで検
出された電流値ILとを電流−電圧交換器14W，14Lで電圧
値VW，VLに変換した後、これら電圧値VW，VLを減算器15
と加算器16とでそれぞれ減算と加算を行った後、この減
算値（VW−VL）と加算値（VW＋VL）を割算器17にて割算
（VW−VL／VW＋VL）し、その出力V0を風速値として出力
する。また風向は、各イオンコレクター３１〜Ｎを適宜
風下側と風上側とに分け、上述のように風速値の出力V0
を求めその出力がマーク12に対して最大値となる角度よ
り求められ、同時にその最大値が風速として求まる。
次に上記実施例の作用を説明する。
先ず第２図に示した本発明のイオン風速計をそのマーク
12が北など所定の方角と一致するように置くか或いはジ
ャイロなどで自動的にマーク12が所定の方角に向くよう
にする。この後コロナ放電線１に高電圧を印加し、コロ
ナ放電を開始すると電離により発生したイオンは、コロ
ナ放電線１と各イオンコレクター３１〜Ｎ間に形成され
た電界により各イオンコレクター３１〜Ｎに向かって流
れるが、風により若干風下側に流される。従って、各イ
オンコレクター３１〜Ｎより電流計６１〜Ｎで検出され
る電流値は風向及び風速の影響を受けるため、各イオン
コレクター３１〜Ｎより電流計６１〜Ｎで検出した電流
値を演算装置７で演算処理することでマーク12に対する
風向と風速が検出できる。
12が北など所定の方角と一致するように置くか或いはジ
ャイロなどで自動的にマーク12が所定の方角に向くよう
にする。この後コロナ放電線１に高電圧を印加し、コロ
ナ放電を開始すると電離により発生したイオンは、コロ
ナ放電線１と各イオンコレクター３１〜Ｎ間に形成され
た電界により各イオンコレクター３１〜Ｎに向かって流
れるが、風により若干風下側に流される。従って、各イ
オンコレクター３１〜Ｎより電流計６１〜Ｎで検出され
る電流値は風向及び風速の影響を受けるため、各イオン
コレクター３１〜Ｎより電流計６１〜Ｎで検出した電流
値を演算装置７で演算処理することでマーク12に対する
風向と風速が検出できる。
次に実際に風速及び風向を求めたデータを第４図〜第６
図により説明する。
図により説明する。
第４図はコロナ放電線に対してイオンコレクターの本数
を４〜８本とし、コロナ放電線１の印加電圧を４〜10KV
変化させた場合に、その印加電圧とイオンコレクターで
検出される全電流値IW＋ILとの関係を示したものであ
る。図では比較としてイオンコレクターを２本設けた場
合のデータも示した。図から分かるようにイオンコレク
ターの本数が多くなればコロナ放電開始電圧が低くな
り、印加電圧が上がれば全電流値IW＋ILも上昇する。ま
た風速及び風向きを種々変えて全電流値の変化を調べた
が全電流値IW＋ILは、イオンコレクターの本数が４〜８
本では変化がなかったが２本の場合には全電流値が変化
することが分かった。
を４〜８本とし、コロナ放電線１の印加電圧を４〜10KV
変化させた場合に、その印加電圧とイオンコレクターで
検出される全電流値IW＋ILとの関係を示したものであ
る。図では比較としてイオンコレクターを２本設けた場
合のデータも示した。図から分かるようにイオンコレク
ターの本数が多くなればコロナ放電開始電圧が低くな
り、印加電圧が上がれば全電流値IW＋ILも上昇する。ま
た風速及び風向きを種々変えて全電流値の変化を調べた
が全電流値IW＋ILは、イオンコレクターの本数が４〜８
本では変化がなかったが２本の場合には全電流値が変化
することが分かった。
次に第１図に示すようにイオンコレクターの本数を８本
とし、マーク12の方角から予め風速の分かった風を流
し、かつコロナ放電線１の印加電圧を５〜10KVと変化さ
せ、風速と出力V0の変化を求めたデータを第５図に示
す。第５図から分かるように風速が上がれば出力V0も上
昇し、その関係は、風速ゼロの近傍では偏差はあるが一
定の比例関係があることが認められる。また印加電圧が
高くなると出力V0は下がるが、これは電界強度が高くな
りクーロン力が大きくなるためと考えられる。
とし、マーク12の方角から予め風速の分かった風を流
し、かつコロナ放電線１の印加電圧を５〜10KVと変化さ
せ、風速と出力V0の変化を求めたデータを第５図に示
す。第５図から分かるように風速が上がれば出力V0も上
昇し、その関係は、風速ゼロの近傍では偏差はあるが一
定の比例関係があることが認められる。また印加電圧が
高くなると出力V0は下がるが、これは電界強度が高くな
りクーロン力が大きくなるためと考えられる。
第５図は風向が予め分かった場合の風速と出力V0との関
係を示したが、実際の風は風向がまちまちである。
係を示したが、実際の風は風向がまちまちである。
第６図は、印加電圧を５〜10KVと変化させ、風向に対し
て本発明のイオン風速計を回転させ、風向に対してのマ
ーク12の角度θを変えた場合の出力V0変化を示す。図に
おいて、θ＝π/2の時、マーク12の位置が第１図に示す
ように風上を向いた状態にある。この第６図で分かるよ
うに、回転角度に対して出力V0の極性は、相違するが、
θ＝π/2,θ＝−π/2で最大値となる正弦変化となる。
従って風向を求めるには、イオンコレクターでの電流値
を適宜風上側と風下側とのグループに別けて各出力V0を
求めると共にその最大値を求め、その最大値におけるグ
ループ別けした角度を求めれば、風向が求められると共
にその出力最大値を風速として求めることができる。
て本発明のイオン風速計を回転させ、風向に対してのマ
ーク12の角度θを変えた場合の出力V0変化を示す。図に
おいて、θ＝π/2の時、マーク12の位置が第１図に示す
ように風上を向いた状態にある。この第６図で分かるよ
うに、回転角度に対して出力V0の極性は、相違するが、
θ＝π/2,θ＝−π/2で最大値となる正弦変化となる。
従って風向を求めるには、イオンコレクターでの電流値
を適宜風上側と風下側とのグループに別けて各出力V0を
求めると共にその最大値を求め、その最大値におけるグ
ループ別けした角度を求めれば、風向が求められると共
にその出力最大値を風速として求めることができる。
［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
次のごとき優れた効果を発揮する。
次のごとき優れた効果を発揮する。
（１）イオンコレクターをコロナ放電線を中心とした円
周上に４〜８本設けることで、風速と風向を精度よく測
定することができる。
周上に４〜８本設けることで、風速と風向を精度よく測
定することができる。
（２）風に対して可動部分が無く、しかも半径数十mmの
円周内にイオンコレクターが配置されるため、応答性の
良い風速計が得られる。
円周内にイオンコレクターが配置されるため、応答性の
良い風速計が得られる。
（３）放電線を直径約0.1mmのタングステン棒で形成
し、イオンコレクターを直径約1mmのタングステン棒で
形成することで、長期に使用してもコロナ放電に片寄り
がなく、また半径数十mmの円周上にこれらイオンコレク
ターが配置されるので、物理的な抵抗が少ないため、風
がイオンコレクターにより邪魔されることがなく、正確
な風向、風速を測定することができる。
し、イオンコレクターを直径約1mmのタングステン棒で
形成することで、長期に使用してもコロナ放電に片寄り
がなく、また半径数十mmの円周上にこれらイオンコレク
ターが配置されるので、物理的な抵抗が少ないため、風
がイオンコレクターにより邪魔されることがなく、正確
な風向、風速を測定することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図の斜視図、第３図は第１図における演算装置の詳細を
示すブロック図、第４図は本発明において印加電圧と捕
集イオン電流の関係を示す図、第５図は本発明において
風速と演算装置の出力の関係を示す図、第６図は風向と
出力の関係を示す図である。 図中、１はコロナ放電線、３はイオンコレクター、６は
電流計、７は演算装置である。
図の斜視図、第３図は第１図における演算装置の詳細を
示すブロック図、第４図は本発明において印加電圧と捕
集イオン電流の関係を示す図、第５図は本発明において
風速と演算装置の出力の関係を示す図、第６図は風向と
出力の関係を示す図である。 図中、１はコロナ放電線、３はイオンコレクター、６は
電流計、７は演算装置である。
Claims (1)
- 【請求項１】直径約0.1mmのタングステン棒からなるコ
ロナ放電線と、そのコロナ放電線を中心とした半径十数
mmの円周上に、４〜８本等間隔に接地して配置された直
径約1mmのタングステン棒からなるイオンコレクター
と、コロナ放電線とイオンコレクター間に数kvの直流電
圧を印加する高圧電源と、その各イオンコレクターに流
れる電流値を検出する電流検出部を有し、その電流検出
部の検出電流値から風速と風向を測定するための演算装
置とを備えたことを特徴とするイオン風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220529A JPH0769343B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | イオン風速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63220529A JPH0769343B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | イオン風速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269667A JPH0269667A (ja) | 1990-03-08 |
| JPH0769343B2 true JPH0769343B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=16752427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63220529A Expired - Lifetime JPH0769343B2 (ja) | 1988-09-05 | 1988-09-05 | イオン風速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769343B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6583103B2 (ja) * | 2016-04-04 | 2019-10-02 | 株式会社デンソー | 計測装置 |
| JP6493283B2 (ja) * | 2016-04-18 | 2019-04-03 | 株式会社デンソー | 計測装置 |
| CN110018324B (zh) * | 2019-05-20 | 2024-05-14 | 陈红 | 一种离子风速风向测量法及离子风速风向计 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4019383A (en) * | 1976-07-21 | 1977-04-26 | United Technologies Corporation | Four-collector flux sensor |
| JPS6296862A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-06 | Rion Co Ltd | 流体検出装置 |
-
1988
- 1988-09-05 JP JP63220529A patent/JPH0769343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0269667A (ja) | 1990-03-08 |
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