特開 2023-48889 風向風速測定装置及び風向風速測定用プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023048889

(43)【公開日】2023-04-07

(54)【発明の名称】風向風速測定装置及び風向風速測定用プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01P 13/00 20060101AFI20230331BHJP

【ＦＩ】

G01P13/00 E

【審査請求】有

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158464

(22)【出願日】2021-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】391016358

【氏名又は名称】東芝情報システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100074147

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 崇

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】北村 俊光

(72)【発明者】

【氏名】近藤 信一

(72)【発明者】

【氏名】田村 豊

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 晋也

(72)【発明者】

【氏名】高橋 功次

【テーマコード（参考）】

2F034

【Ｆターム（参考）】

2F034AA02

2F034DA09

2F034DA16

2F034DB01

(57)【要約】

【課題】小型の構成で、必要な場所へ移動させて簡便に風向風速の測定を可能とする。
【解決手段】到来する風を平面上で、３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、得られた各方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段と、前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段と、風の方向と風速を出力するための風情報出力手段と、前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルに基づき、風方向情報、風速情報を前記風情報出力手段に出力する出力制御手段とを具備する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、
得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段と、
前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段と、
風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、
前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段と、
を具備することを特徴とする風向風速測定装置。

【請求項2】

前記風強度取得手段は、風量を検出する４つの風量センサを、風の取込口が９０度ずつ異なるように円盤状基台の中心から等距離の位置に配置して前記円盤状基台上に設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の風向風速測定装置。

【請求項3】

前記ベクトル加算手段は、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得ることを特徴とする請求項１または２に記載の風向風速測定装置。

【請求項4】

複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の風向風速測定装置。

【請求項5】

前記風向風速測定装置を構成する本体を備え、前記出力手段は、前記本体の円形天板の円周に沿って等間隔で設けられた複数のＬＥＤにより構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の風向風速測定装置。

【請求項6】

前記出力制御手段は、前記円形天板の円の中心と点灯したＬＥＤを結ぶ線分における、点灯したＬＥＤから前記中心へ向かう方向が風向となるように、複数のＬＥＤの１つを点灯させることを特徴とする請求項５に記載の風向風速測定装置。

【請求項7】

前記出力制御手段は、前記ベクトル加算手段によって求められたベクトルの大きさに基づく風速の速度に応じてＬＥＤの輝度と色調の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項５または６に記載の風向風速測定装置。

【請求項8】

前記風強度取得手段と、前記２方向検出手段と、前記ベクトル加算手段と、前記出力制御手段と、前記出力手段が１つの第１のハウジングに設けられ、
前記第１のハウジングには、前記出力制御手段から出力された風方向情報と風速情報とを無線通信により送信する無線送信手段が備えられ、
前記第１のハウジングとは別の第２のハウジングには、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための第２のハウジング側風情報出力手段と、前記無線送信手段から送信された風方向情報と風速情報とを受信する無線受信手段と、この受信した風方向情報と風速情報とを前記第２のハウジング側風情報出力手段へ出力する第２のハウジング側出力制御手段とが備えられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の風向風速測定装置。

【請求項9】

到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、を備える風向風速測定装置に備えられるコンピュータを、
前記風強度取得手段により得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段、
前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段、
前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段、
として機能させることを特徴とする風向風速測定用プログラム。

【請求項10】

前記風強度取得手段は、風量を検出する４つの風量センサを、風の取込口が９０度ずつ異なるように円盤状基台の中心から等距離の位置に配置して前記円盤状基台上に設けたものであることを特徴とする請求項９に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項11】

前記コンピュータを前記ベクトル加算手段として、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るように機能させることを特徴とする請求項９または１０に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項12】

前記コンピュータを、更に、
複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段として機能させることを特徴とする請求項１１に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項13】

前記風向風速測定装置を構成する本体を備え、前記出力手段は、前記本体の円形天板の円周に沿って等間隔で設けられた複数のＬＥＤにより構成されることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項14】

前記コンピュータを前記出力制御手段として、前記円形天板の円の中心と点灯したＬＥＤを結ぶ線分における、点灯したＬＥＤから前記中心へ向かう方向が風向となるように、複数のＬＥＤの１つを点灯させることを特徴とする請求項１３に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項15】

前記コンピュータを前記出力制御手段として、前記ベクトル加算手段によって求められたベクトルの大きさに基づく風速の速度に応じてＬＥＤの輝度と色調の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１３または１４に記載の風向風速測定用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、風向風速測定装置及び風向風速測定用プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、プロペラ型により風速を計測し、飛行機型尾翼により風向を計測する、所謂飛行機型の風向風速測定装置が知られている。この風向風速測定装置は、主に、設置して利用するものであり、装置を移動させて複数の測定点で簡便に測定することを狙ったものではない。また、室内など微風かつ狭小の空間での測定は極めて困難である。

【0003】

超音波やレーザー式による風向風速測定装置も知られているが、これらも、主に、装置を設置して利用するタイプのもので、装置を移動させて複数の測定点で測定する簡便なものではない。

【0004】

特許文献１には、風向風速計測装置および風向風速計測システムが開示されている。このシステムでは、所定の回転軸と、回転軸を中心として回転する回転体と、回転体の表面に回転軸に垂直な方向に向けて開口した圧力孔と、圧力孔から導入される風の圧力を検出する圧力検出器を用いて測定する方法が採られているが、風向を知るためには、常に回転体を回転させておく必要がある。

【0005】

また、特許文献２には、風力発電装置及び風力発電施設の運転制御方法が開示されている。この特許文献２の装置では、自然力により回転する物の先端にセンサを取り付ける構成を採用しているため、風向をセンシングするために装置自体を回転動作させるなどの構成が必要となるわけではないが、圧力センサについては風力発電に使えるほどの風力を感知するもので、例えば、室内での微弱な風を感知することはできない。

【0006】

また、特許文献３には、風向風速の測定方法及び風向風速測定装置が開示されている。この装置では、台板に取り付けられた棒の先端に球状材を取り付けた状態のものをカメラで撮影し、球状材が動いた方向と動いた距離によって風向風速を測定するものであるが、棒や球状材を動かすほどの風力を測定するものであり、微細な風を測定するものではない。
台板、棒、カメラを既定の組み合わせで測定する必要があり、鉄道橋や橋梁或いは建造物に付設した測定を顧慮した大型のもので、所望の場所の風向風速を測定するために設置変更が簡便にできるような測定装置ではない。

【0007】

更に、特許文献４には、側方散乱光を用いた遠隔レーザーレーダー微粒子計測装置が開示されている。この装置は、光をシート状に照射し、発生させたエアロゾルにより拡散された光をカメラで撮影するというものであるが、レーザー光発生装置、エアロゾル発生装置、カメラの組み合わせで測定する必要があり、所望の場所の風向風速を測定するには大型であり、必要な場所へ簡便に移動させて測定することができるものではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１１－８９８４２号公報

【特許文献2】特開２０１８－１２３７６２号公報

【特許文献3】特開２０１６－１３３４３３号公報

【特許文献4】特開２００５－６２０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は上記のような従来の風向風速測定装置における問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、小型の構成とすることができ、必要な場所へ移動させて簡便に風向風速の測定が可能な風向風速測定装置及び風向風速測定用プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本実施形態の風向風速測定装置は、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段と、前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段と、を具備することを特徴とする。

【0011】

本実施形態の風向風速測定用プログラムは、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、を備える風向風速測定装置に備えられるコンピュータを、前記風強度取得手段により得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段、前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段、前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段、として機能させることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の構成図。

【図2】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の要部構成図。

【図3】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の分解斜視図。

【図4】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の要部平面図。

【図5】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態のＬＥＤ配置を示す平面図。

【図6】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の正面図。

【図7】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の動作を示すフローチャート。

【図8】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定過程を示す平面図。

【図9】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定された情報を示す図。

【図10】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定された情報を２方向検出手段により処理した結果を示す図。

【図11】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定された情報を２方向検出手段により処理した結果を、更にベクトル加算手段により処理した結果を示す図。

【図12】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定された情報を出力した状態を示す図。

【図13】本発明の風向風速測定装置の第１の実施形態の風向風速測定された情報の出力に関する別の例を説明するための図。

【図14】本発明の風向風速測定装置の第２の実施形態の構成図。

【図15】本発明の風向風速測定装置の第２の実施形態の風向風速測定された情報を出力した状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下添付図面を参照して、本発明に係る風向風速測定装置及び風向風速測定用プログラムの実施形態の構成を説明する。本実施形態では、図１に示すようなコンピュータの構成により第１の実施形態に係る風向風速測定装置を実現する。即ち、図１のコンピュータは、ＣＰＵ１０１が主メモリ１０２に記憶されたプログラムとデータに基づき各部を制御して演算を行い、風向風速情報を得るものである。ＣＰＵ１０１には、バス１０３を介して、外部記憶インタフェース１１１、入力インタフェース１１２、出力インタフェース１１３、Ｉ／Ｏインタフェース１１４が接続されている。

【0014】

外部記憶インタフェース１１１には、外部記憶装置１２１が接続されており、この外部記憶装置１２１には、図２に示されるように、風向風速測定装置を実現するための、２方向検出手段１８１、ベクトル加算手段１８２、出力制御手段１８３、補正係数取得手段１８４が備えられている。これら２方向検出手段１８１、ベクトル加算手段１８２、出力制御手段１８３、補正係数取得手段１８４は、プログラムであり、主メモリ１０２に読み出してＣＰＵ１０１がプログラムを実行して各手段の機能が実現される。

【0015】

入力インタフェース１１２には、キーボードやタッチパネル或いはスイッチなどのコマンド入力装置１２２が接続されることが可能であるが、本実施形態ではコマンド入力装置１２２は電源スイッチが設けられていれば良い。

【0016】

出力インタフェース１１３には、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報の出力手段としての、表示機器１２３が接続されている。表示機器１２３は、後に説明するように複数のＬＥＤにより構成することができる。

【0017】

Ｉ／Ｏインタフェース１１４には、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、上記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段としての風量センサ１２４－１～１２４－４が接続されている。本実施形態では、４個の風量センサ１２４－１～１２４－４であるが、３個以上であってもよい。勿論、１つのハウジングに、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、上記３方向毎に風強度情報を得るセンサ等を備えるものであっても良い。

【0018】

本実施形態に係る風向風速測定装置は、その分解斜視図を図３に示すように、本体３０の基部側に円盤状基台３３が設けられ、この円盤状基台３３上に、風量を検出する４つの風量センサ１２４－１～１２４－４を、風の取込口が９０度ずつ異なるように円盤状基台３３の中心から等距離の位置に配置した構成を有する。図３では、風量センサ１２４－１～１２４－４について、風の取込口１２５－１～１２５－４は、円盤状基台３３の上面の円の中心から風量センサ１２４－１～１２４－４の中心へ向かう半径方向に向かって開口している。従って、円盤状基台３３上の、風量を検出する４つの風量センサ１２４－１～１２４－４は、図４に示す平面図に示す如く、風の取込口１２５－１～１２５－４が９０度ずつ異なるように、円盤状基台３３の中心から等距離の位置に配置している。風量センサ１２４－１は、矢印Ｘ１により示される方向の風強度情報を得るものであり、風量センサ１２４－２は、矢印Ｘ２により示される方向の風強度情報を得るものであり、風量センサ１２４－３は、矢印Ｘ３により示される方向の風強度情報を得るものであり、風量センサ１２４－４は、矢印Ｘ４により示される方向の風強度情報を得るものである。このように本実施形態では、風量センサ１２４－１～１２４－４によって９０度ずつ異なる４方向の風方向を捉える構成を採用し、４方向の風強度情報が得られる構成となっている。

【0019】

風量センサ１２４－１～１２４－４は、特に限定するものではないが、本実施形態ではオムロン株式会社製のＭＥＭＳ風量センサを用いている。風量センサ１２４－１～１２４－４は、やや平たい直方体形状を有している。このセンサは、シリコン基板上に薄膜を形成し、この薄膜上にヒータと、このヒータの両側にサーモパイルを設け、風の取込口１２５－１～１２５－４から風を取り込み、風（気体）の移動に伴って生じる熱の移動を気流の変化として捕らえて流量を測定する形式の熱式質量流量センサである。

【0020】

再び図３に戻って説明を行う。本実施形態では、風速測定装置を構成する本体３０を備え、風情報の出力手段としての、表示機器１２３は、上記本体３０の円形天板３２の円周に沿って等間隔で設けられた複数（ここでは、１６個）のＬＥＤ３１－１～３１－１６により構成される。円形天板３２はＬＥＤ３１－１～３１－１６を上面に設ける回路基板であり、回路基板の円周部分に、円を１６等分する半径線状に１６個のＬＥＤ３１－１～３１－１６が配置されている（図５）。図３の矢印Ａ方向から見た正面図である図６に示すように、円形天板３２の上には、円形天板３２に近接して、例えば白色の光に対する半透過性を有する円形アクリル板３５が設けられている。複数のＬＥＤ３１のいずれか１つが点灯されると、円形アクリル板３５を介して発光が現れ、円形アクリル板３５における円の中心と、点灯したＬＥＤ３１を結ぶ線分における、点灯したＬＥＤ３１から上記中心へ向かう方向が風向として表示出力がなされる。円形天板３２及び円形アクリル板３５は、円柱３４によって並列に固定され、円盤状基台３３に取り付けられている。

【0021】

円盤状基台３３内には、図１に示すようなコンピュータの構成により風向風速測定装置におけるコマンド入力装置１２２、表示機器１２３、風強度取得手段としての風量センサ１２４－１～１２４－４以外の構成が備えられている。

【0022】

円盤状基台３３内に備えられたＣＰＵ１０１は、２方向検出手段１８１、ベクトル加算手段１８２、出力制御手段１８３、補正係数取得手段１８４として機能するプログラムを、主メモリ１０２に読み出して、このプログラムを実行して各手段の機能が実現される。

【0023】

上記の２方向検出手段１８１は、風量センサ１２４－１～１２４－４によって得られた少なくとも３方向（本実施形態では、４方向）の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出するものである。ベクトル加算手段１８２は、上記２方向検出手段１８１により検出された２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るものである。出力制御手段１８３は、上記ベクトル加算手段１８２により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、上記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として上記風情報出力手段であるＬＥＤ３１に出力する。補正係数取得手段１８４は、複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求めるものである。この補正係数は、外部記憶装置１２１に記憶されて上記ベクトル加算手段１８２により用いられる。即ち、ベクトル加算手段１８２は、上記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得る。

【0024】

以上の構成を有する風向風速測定装置は、図７に示すフローチャートに対応するプログラムに基づき動作を行う。本実施形態では、コマンド入力装置１２２により構成される電源スイッチのオン操作により動作が開始されるものとする。動作開始となると、風量センサ１２４－１～１２４－４により風強度情報を得る（Ｓ１１）。例えば、図８に四角枠で囲って示すように、風量センサ１２４－１の風強度情報が０．４（ｍ／ｓ）、風量センサ１２４－２の風強度情報が０．３２（ｍ／ｓ）、風量センサ１２４－３の風強度情報が－０．２（ｍ／ｓ）、風量センサ１２４－４の風強度情報が０（ｍ／ｓ）であったとする。

【0025】

ステップＳ１１の次に、ＣＰＵ１０１は４つの風強度情報を大きい順に並べ、上位２つの風強度情報を選択する（Ｓ１２）。図８に示した４つの風強度情報を（図の上から）大きい順に並べると図９のようになり、上位２つは、風量センサ１２４－１の風強度情報０．４（ｍ／ｓ）と、風量センサ１２４－２の風強度情報０．３２（ｍ／ｓ）となる。

【0026】

次に、上位２つの風量センサは、隣接しているかを検出する（Ｓ１３）。即ち、通常、ある方向に風が吹いている場合、隣接する風量センサにより大きな風強度が得られるためであり、検出エラーの場合に風向風量を出力することを回避している。このため、風量センサの数が多くなると、必ずしも「隣接」でなくとも良く、例えば、「２つ隣（となり）の範囲にあるか」を検出するようにしても良い。このステップＳ１３においてＮＯへ分岐した場合には、ステップＳ１１へ戻って処理を行う。

【0027】

このステップＳ１３においてＹＥＳへ分岐した場合には、第２位の風強度が０以下であるかを検出する（Ｓ１４）。これもステップＳ１３と同様に、隣接する風量センサの位置において風強度が極端に異なるという検出エラーの場合に風向風量を出力することを回避している。このステップＳ１４においてＹＥＳへ分岐すると、第１位の風量センサの風方向を風方向情報とし、得られた大きさを風速情報として風情報出力手段に出力する（Ｓ１５）。

【0028】

ステップＳ１４においてＮＯへ分岐すると、ＣＰＵ１０１は、第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得る（Ｓ１６）。補正係数は、複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき、実測値に近づく値を求めるものである。本実施形態では、１．８を補正係数として示す。この補正係数１．８を、風量センサ１２４－２の風強度情報０．３２（ｍ／ｓ）に掛けて０．５８（ｍ／ｓ）を得る。第１位の風強度と第２位の補正風強度は図１０に示すようである。

【0029】

ステップＳ１６の次に、ＣＰＵ１０１は、第１位の風強度情報と第２位補正風強度情報を用いて、これらのベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得る（Ｓ１７）。ここでは、第１位の風強度情報が０．４（ｍ／ｓ）、第２位の補正風強度情報が０．５８（ｍ／ｓ）であり、第１位の風量センサの風方向は図１１の左方向へ向かうベクトルであり、第２位の風量センサの風方向は図１１の上方向へ向かうベクトルであり、ベクトル加算により図１１に示すような１つの加算結果ベクトルＦが得られる。

【0030】

ステップＳ１７の次に、ＣＰＵ１０１は、得られた１つの加算結果ベクトルＦの方向を風方向情報とし、この加算結果ベクトルＦの大きさを風速情報として風情報出力手段に出力する（Ｓ１８）。本実施形態では、１６個のＬＥＤ３１－１～３１－１６により構成される表示機器１２３を出力手段としている。そこで図１２に示すように、円形天板の円の中心Ｏと、点灯したＬＥＤ（ここではＬＥＤ３１－３）を結ぶ線分における、点灯したＬＥＤ３１－３から上記中心Ｏへ向かう方向が風向となるように、複数のＬＥＤの１つを点灯させる。また、風速に関しては、加算結果ベクトルの大きさに基づく風速の強さに応じてＬＥＤの輝度と色相の少なくとも一方を変化させることができる。即ち、風速が大きくなるほど高輝度とし、色相については図１３のように、赤→橙→黄→緑→青→紫と色を変化させて点灯可能なＬＥＤを用い、風速は赤が最強で紫が最弱として表示するようにしても良い。

【0031】

図１４に、第２の実施形態に係る風向風速測定装置のブロック図を示す。この第２の実施形態は、第１のハウジング１０と第２のハウジング２０とを備える。第１のハウジング１０には、図１に示したコンピュータの構成により構成される第１の実施形態に係る風向風速測定装置に加えて、バス１０３に通信インタフェース１１５が接続され、通信インタフェース１１５に送受信部１３５が接続された構成とすることができる。送受信部１３５は、無線通信により送受信が可能なものである。

【0032】

従って、第１のハウジング１０には、風強度取得手段である風量センサ１２４－１～１２４－４と、２方向検出手段１８１と、ベクトル加算手段１８２と、出力制御手段１８３と、出力手段であるＬＥＤ３１－１～３１－１６が備えられる。

【0033】

第２のハウジング２０には、送受信部１３５との間で無線通信により送受信が可能な送受信部３０１と、送受信部３０１に接続されたコントローラ３００と、コントローラ３００に接続された表示器３０３とが備えられる。表示器３０３は映像や文字を表示するＬＥＤディスプレイ装置により構成することができ、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するためのものであり、第２のハウジング側風情報出力手段である。

【0034】

第１のハウジング１０では、上記出力制御手段１８３としてＣＰＵ１０１が図７に示したフローチャートのステップＳ１８において、得られた１つの加算結果ベクトルＦの方向を風方向情報とし、この加算結果ベクトルＦの大きさを風速情報として風情報出力手段に出力したときに、出力制御手段１８３から出力された風方向情報と風速情報とを無線通信により送信する無線送信手段として、通信インタフェース１１５及び送受信部１３５が機能する。

【0035】

第２のハウジング２０では、通信インタフェース１１５及び送受信部１３５により構成される上記無線送信手段から送信された風方向情報と風速情報とを受信する無線受信手段である送受信部３０１により受信し、この受信した風方向情報と風速情報とを第２のハウジング側出力制御手段であるコントローラ３００が上記第２のハウジング側風情報出力手段である表示器３０３へ出力する。この結果、第２のハウジング側風情報出力手段である表示器３０３では、風の方向と風速とにより構成される風情報が出力される。

【0036】

図１５に、表示器３０３における風方向情報と風速情報との表示例を示す。表示器３０３の画面には、風速測定装置を構成する本体３０の円形アクリル板３５をイメージする円に、０度から９０度おきに角度が表記され、本体３０の設置状態に対する風向きが表示される。例えば、風量センサ１２４－４における風の取込口１２５－４の中央が０度であり、風量センサ１２４－１における風の取込口１２５－１の中央が９０度であり、風量センサ１２４－２における風の取込口１２５－２の中央が１８０度であり、風量センサ１２４－３における風の取込口１２５－３の中央が２７０度である。

【0037】

本実施形態においても、第１の実施形態において示したように、第１位の風強度情報が０．４（ｍ／ｓ）、補正風強度情報が０．５８（ｍ／ｓ）であり、第１位の風量センサの風方向は図１１の左方向へ向かうベクトルであり、第２位の風量センサの風方向は図１１の上方向へ向かうベクトルであり、ベクトル加算により図１１に示すような１つの加算結果ベクトルＦが得られたものする。この場合に、ベクトルＦの大きさは０．６３であり、風量が０．６３ｍ／ｓ得られ、ベクトルＦの方向は、円の１３８°の位置から円の中心へ向かう情報が得られたとする。この風の方向と風速とにより構成される風情報が通信インタフェース１１５及び送受信部１３５により構成される上記無線送信手段から送信されてくるので、風の方向が１３８°、風速０．６３ｍ／ｓと図１５の円の中央部に表示される。また、円の１３８°の位置に点灯したＬＥＤをイメージする丸印１６１が表示される。

【0038】

この第２の実施形態によれば、風速測定装置を構成する本体３０から離れた場所に居ても、風向風速測定装置を構成する本体３０の位置における風向風速を確実に知ることができ便利である。なお、第１のハウジング１０に、温度センサ、湿度センサ等を設け、温度情報や湿度情報を無線送信手段から送信するように構成し、これを第２のハウジングで受信して上記表示器３０３の画面に表示するようにして、風以外の環境情報を表示するとより便利である。

【符号の説明】

【0039】

１０ 第１のハウジング ２０ 第２のハウジング
３０ 本体 ３１－１～３１－１６ ＬＥＤ
３２ 円形天板 ３３ 円盤状基台
３４ 円柱 ３５ 円形アクリル板
１０２ 主メモリ １０３ バス
１１１ 外部記憶インタフェース １１２ 入力インタフェース
１１３ 出力インタフェース １１４ Ｉ／Ｏインタフェース
１１５ 通信インタフェース １２１ 外部記憶装置
１２２ コマンド入力装置 １２３ 表示機器
１２４－１～１２４－４ 風量センサ １２５－１～１２５－４ 取込口
１３５ 送受信部 １６１ 丸印
１８１ ２方向検出手段 １８２ ベクトル加算手段
１８３ 出力制御手段 １８４ 補正係数取得手段
３００ コントローラ ３０１ 送受信部
３０３ 表示器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-29

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、
得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段と、
前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段と、
風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、
前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段と、
複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段と、
を具備し、
前記ベクトル加算手段は、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得ることを特徴とする風向風速測定装置。

【請求項2】

前記風強度取得手段は、風量を検出する４つの風量センサを、風の取込口が９０度ずつ異なるように円盤状基台の中心から等距離の位置に配置して前記円盤状基台上に設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の風向風速測定装置。

【請求項3】

前記風向風速測定装置を構成する本体を備え、前記出力手段は、前記本体の円形天板の円周に沿って等間隔で設けられた複数のＬＥＤにより構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の風向風速測定装置。

【請求項4】

前記出力制御手段は、前記円形天板の円の中心と点灯したＬＥＤを結ぶ線分における、点灯したＬＥＤから前記中心へ向かう方向が風向となるように、複数のＬＥＤの１つを点灯させることを特徴とする請求項３に記載の風向風速測定装置。

【請求項5】

前記出力制御手段は、前記ベクトル加算手段によって求められたベクトルの大きさに基づく風速の速度に応じてＬＥＤの輝度と色調の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の風向風速測定装置。

【請求項6】

前記風強度取得手段と、前記２方向検出手段と、前記ベクトル加算手段と、前記出力制御手段と、前記出力手段が１つの第１のハウジングに設けられ、
前記第１のハウジングには、前記出力制御手段から出力された風方向情報と風速情報とを無線通信により送信する無線送信手段が備えられ、
前記第１のハウジングとは別の第２のハウジングには、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための第２のハウジング側風情報出力手段と、前記無線送信手段から送信された風方向情報と風速情報とを受信する無線受信手段と、この受信した風方向情報と風速情報とを前記第２のハウジング側風情報出力手段へ出力する第２のハウジング側出力制御手段とが備えられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の風向風速測定装置。

【請求項7】

到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、を備える風向風速測定装置に備えられるコンピュータを、
前記風強度取得手段により得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段、
前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段、
前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段、
複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段、
として機能させることを特徴とする風向風速測定用プログラムであって、
前記コンピュータを、前記ベクトル加算手段として、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るように機能させることを特徴とする風向風速測定用プログラム。

【請求項8】

前記風強度取得手段は、風量を検出する４つの風量センサを、風の取込口が９０度ずつ異なるように円盤状基台の中心から等距離の位置に配置して前記円盤状基台上に設けたものであることを特徴とする請求項７に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項9】

前記風向風速測定装置を構成する本体を備え、前記出力手段は、前記本体の円形天板の円周に沿って等間隔で設けられた複数のＬＥＤにより構成されることを特徴とする請求項７または８に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項10】

前記コンピュータを前記出力制御手段として、前記円形天板の円の中心と点灯したＬＥＤを結ぶ線分における、点灯したＬＥＤから前記中心へ向かう方向が風向となるように、複数のＬＥＤの１つを点灯させることを特徴とする請求項９に記載の風向風速測定用プログラム。

【請求項11】

前記コンピュータを前記出力制御手段として、前記ベクトル加算手段によって求められたベクトルの大きさに基づく風速の速度に応じてＬＥＤの輝度と色調の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項７または８に記載の風向風速測定用プログラム。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

本実施形態の風向風速測定装置は、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段と、前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段と、複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段と、を具備し、前記ベクトル加算手段は、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得ることを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

本実施形態に係る風向風速測定用プログラムは、到来する風を平面上で、少なくとも３方向においてそれぞれ捉え、前記３方向毎に風強度情報を得る風強度取得手段と、風の方向と風速とにより構成される風情報を出力するための風情報出力手段と、を備える風向風速測定装置に備えられるコンピュータを、前記風強度取得手段により得られた前記少なくとも３方向の風強度情報の大小比較を行って第１位の風強度情報と第２位の風強度情報が得られた風方向中の２方向を検出する２方向検出手段、前記２方向のそれぞれの方向をベクトルの向きとし、それぞれの方向の風強度情報をベクトルの大きさとする２つのベクトルを発生し、このベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るベクトル加算手段、前記ベクトル加算手段により得られた加算結果ベクトルの方向を風方向情報とし、前記加算結果ベクトルの大きさを風速情報として前記風情報出力手段に出力する出力制御手段、複数回の試験運用によって得られた加算結果ベクトルにより求められた風方向と風速と、試験運用時に実測した風方向と風速との比較結果に基づき補正係数を求める補正係数取得手段、として機能させることを特徴とする風向風速測定用プログラムであって、前記コンピュータを、前記ベクトル加算手段として、前記第２位の風強度情報に補正係数を掛けて第２位の補正風強度情報を得て、この第２位の補正風強度情報を用いてベクトルの加算を行って１つの加算結果ベクトルを得るように機能させることを特徴とする。