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公開番号2025091457
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206615
出願日2023-12-07
発明の名称風計測装置、風計測方法および風計測プログラム
出願人オムロン株式会社
代理人個人
主分類G01P 5/24 20060101AFI20250612BHJP(測定;試験)
要約【課題】超音波を出射する出射部および出射された超音波を受信する受信部の近傍に配置された障害物による影響を排除して高精度に風速を計測することが可能な風計測装置を提供する。
【解決手段】風計測装置10は、超音波センサ11a,11b,11c,11d、風マイコン18、土台部15を備える。超音波センサ11b,11dは、超音波センサ11a,11cから出射された超音波を受信する。計測領域A1は、超音波センサ11a,11b,11c,11dの間に設けられる。風マイコン18は、超音波の受信タイミングの変化に基づいて計測領域A1における風速を計測する。土台部15は、超音波センサ11a,11b,11c,11dの近傍に設けられ、計測領域A1に向かう風の抵抗となる。風マイコン18は、土台部15による計測領域A1における風の計測への影響を排除するように、風の方向に応じて変化する補正係数を用いて計測結果を補正する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
風速と風向とを計測する風計測装置であって、
所定の方向へ超音波を出射する出射部と、
前記出射部から出射された超音波を受信する受信部と、
前記出射部と前記受信部との間に設けられた計測領域と、
前記受信部において受信した超音波の受信タイミングの変化に基づいて、前記計測領域における風速および風向を計測する計測部と、
前記出射部および前記受信部の近傍に設けられており、前記計測領域に向かう風の抵抗となりうる障害物と、
前記障害物による前記計測領域における風の計測への影響を排除するように、風の方向に応じて異なる補正係数を用いて、前記計測部における計測結果を補正する補正部と、
を備えている風計測装置。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記補正部は、前記計測領域に向かう風の方向を変化させた場合の前記計測領域における風の流れを示すシミュレーションの結果から前記補正係数を取得する、
請求項１に記載の風計測装置。
【請求項３】
前記シミュレーションの結果から得られる前記補正係数を保存する記憶部を、さらに備えている、
請求項２に記載の風計測装置。
【請求項４】
前記記憶部は、前記補正係数を、複数段階で保存している、
請求項３に記載の風計測装置。
【請求項５】
前記補正係数は、所定の風向ごとに異なる値が複数段階で設定されている、
請求項４に記載の風計測装置。
【請求項６】
前記補正係数は、前記障害物の位置に応じて複数段階で設定されている、
請求項４または５に記載の風計測装置。
【請求項７】
前記出射部から出射された超音波を、前記受信部の方向へ反射させる反射面を、さらに備えている、
請求項１または２に記載の風計測装置。
【請求項８】
前記出射部および前記受信部は、前記反射面の中心軸を中心とする線対称に配置されている、
請求項７に記載の風計測装置。
【請求項９】
前記出射部および前記受信部は、一対で２組設けられている、
請求項１または２に記載の風計測装置。
【請求項１０】
前記出射部および前記受信部は、互いに切替可能な状態で用いられ一対で設けられた超音波センサである、
請求項１または２に記載の風計測装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風の速度や方向を計測する風計測装置、風計測方法および風計測プログラムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、気象センサの１つとして、屋外における風速や風向を計測するために、風速センサが設置されている。
例えば、特許文献１には、超音波を用いた風向風速センサについて開示されている。
この風向風速センサは、超音波を発する送波器と、送波器から発せられた超音波を受波してその到来を検出すると共に超音波を反射する第一の受波器と、第一の受波器にて反射された超音波を受波してその到来を検出する第二の受波器とを有し、送波器及び第二の受波器と第一の受波器との間の空気流の向き及び／又は速度は、送波器から第一の受波器までの超音波の伝播時間と、第一の受波器から第二の受波器までの超音波の伝播時間とに基づいて算定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－７９８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の風向風速センサでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された風向風速センサでは、超音波を発する送波器と、送波器から発せられた超音波を受波する第１および第２の受波器との間の計測領域に異物等が存在した場合、風速や風向の計測に誤差が生じやすいという課題がある。
【０００５】
特に、このような異物が、送波器および受波器の近傍に固定配置された障害物である場合には、風の向きによっては計測に多大な影響を及ぼすおそれがある。
本発明の課題は、超音波を出射する出射部および出射された超音波を受信する受信部の近傍に配置された障害物による影響を排除して高精度に風速を計測することが可能な風計測装置、風計測方法および風計測プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る風計測装置は、風速と風向とを計測する風計測装置であって、出射部と、受信部と、計測領域と、計測部と、障害物と、補正部と、を備えている。出射部は、所定の方向へ超音波を出射する。受信部は、出射部から出射された超音波を受信する。計測領域は、出射部と受信部との間に設けられている。計測部は、受信部において受信した超音波の受信タイミングの変化に基づいて、計測領域における風速および風向を計測する。障害物は、出射部および受信部の近傍に設けられており、計測領域に向かう風の抵抗となりうる。補正部は、障害物による計測領域における風の計測への影響を排除するように、風の方向に応じて異なる補正係数を用いて、計測部における計測結果を補正する。
【０００７】
ここでは、例えば、超音波を出射する出射部および超音波を受信する受信部の近傍に配置され計測領域に向かう風の抵抗となる可能性がある障害物による影響を排除するために、風の方向に応じて異なる補正係数を用いて、計測領域において計測された風速値を補正する。
ここで、出射部および受信部は、例えば、１つの超音波センサを用いて、出射部および受信部として機能させてもよいし、出射部および受信部として専用の部材を用いてもよい。
【０００８】
出射部から出射される超音波は、直接、受信部において受信されてもよいし、例えば、出射部および受信部に対向する位置に設けられた反射面を介して受信されてもよい。
一対で用いられる出射部および受信部は、２組設けられた構成であってもよいし、１組、あるいは３組以上設けられた構成であってもよい。
計測部は、例えば、出射部から出射された超音波が無風状態で受信部において受信されるタイミングを基準として、その受信タイミングのずれ（位相差）を検出することで、風速および風向を計測する。
【０００９】
障害物は、出射部および受信部の近傍に配置された、例えば、凹凸、柱状の部材等が含まれる。
これにより、出射部および受信部の近傍に配置された障害物による影響が、風の方向に応じてその大きさが変化する場合でも、風の方向に応じて異なる補正係数を用いて計測結果を補正することができる。
この結果、超音波を出射する出射部および出射された超音波を受信する受信部の近傍に配置された障害物による影響を排除して高精度に風速を計測することができる。
【００１０】
第２の発明に係る風計測装置は、第１の発明に係る風計測装置であって、補正部は、計測領域に向かう風の方向を変化させた場合の計測領域における風の流れを示すシミュレーションの結果から補正係数を取得する。
これにより、出射部および受信部の近傍に配置された障害物による影響が、風の方向に応じてその大きさが変化する場合でも、シミュレーションの結果から設定された補正係数を用いて、風の方向に応じて計測値を補正することで、障害物による影響を排除した高精度な風速および風向の計測を実施することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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