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公開番号2025091459
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206617
出願日2023-12-07
発明の名称風計測装置およびこれを備えた気象センサ
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】風の影響を受けた場合でも、計測値の精度低下を軽減することが可能な風計測装置およびこれを備えた気象センサを提供する。
【解決手段】風計測装置10は、超音波センサ11a,11b,11c,11d、計測領域A1、風マイコン18、反射面13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との間に設けられている。風マイコン18は、超音波センサ11b,11d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A1における風速および風向を計測する。反射面13は、超音波センサ11a,11cから出射された超音波を反射して超音波センサ11b,11dの方向へ導くとともに、側断面視において半楕円形状を有しており、超音波センサ11a,11b,11c,11dが半楕円形状の焦点位置に配置される。
【選択図】図10
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、
前記出射部から出射された超音波を反射して前記受信部の方向へ導くとともに、側断面視において半楕円形状を有しており、前記出射部と前記受信部とが前記半楕円形状の焦点位置に配置される反射面と、
を備えている風計測装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
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１に記載の風計測装置。
【請求項３】
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４】
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５】
前記出射部および前記受信部が配置された第１面に設けられており、前記出射部および前記受信部を支持するように前記第１面から突出した土台部を、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６】
前記土台部は、前記第１面に対して前記出射部から斜めに超音波が出射され前記反射面を介して前記受信部において前記第１面に対して斜めに受信するように、前記出射部および前記受信部を前記第１面に対して斜めに支持している、
請求項５に記載の風計測装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の風計測装置と、
雨量の測定を行う雨滴検出装置と、
を備えている気象センサ。

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およびこれを備えた気象センサに関する。
続きを表示（約 1,800 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、一対の超音波センサを２組、土台板の上面に配置し、平面状の屋根板に対して出射された超音波の反射を検出して風向および風速を計測する風向風速計について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２０８３０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計では、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計では、超音波の反射する屋根板の反射面が平板状であるため、風によって超音波が流される等の影響が出てしまうと、受信部において受信される超音波の量が低減して計測値の精度が低下してしまうおそれがある。
本発明の課題は、風の影響を受けた場合でも、計測値の精度低下を軽減することが可能な風計測装置およびこれを備えた気象センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、反射面と、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。反射面は、出射部から出射された超音波を反射して受信部の方向へ導くとともに、側断面視において半楕円形状を有しており、出射部と受信部とが半楕円形状の焦点位置に配置される。
【０００６】
ここでは、出射部から出射された超音波が反射面を介して受信部において受信される風計測装置において、反射面が半楕円形状であって、その半楕円形状の焦点位置に出射部と受信部とが配置されている。
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。
【０００７】
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。
【０００８】
周囲が鏡面でできた楕円形状の１つの焦点位置から照射された光は、鏡面で反射されてもう１つの焦点位置へ向かうという特性がある。
これにより、出射部から出射された超音波が風の影響を受けて反射面における反射位置がずれてしまった場合でも、半楕円形状の焦点位置に出射部と受信部とが配置されていることで、反射面において反射された超音波を受信部において効率よく受信することができる。
この結果、風の影響を受けた場合でも、計測値の精度低下を軽減することができる。
【０００９】
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、出射部および受信部は、反射面の中心軸を中心とする線対称に配置されている。
これにより、出射部および受信部が反射面の中心軸を中心として左右対称に配置されていることで、出射部から出射された超音波を、効率よく受信部において受信することができる。
【００１０】
第３の発明に係る風計測装置は、第１または第２の発明に係る風計測装置であって、出射部および受信部は、一対で２組設けられている。
これにより、例えば、一対の出射部および受信部を２組、互いに９０度になるように配置することで、３６０度方向から計測領域に吹き込む風の速度と方向とを正確に計測することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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