特開 2024-141236 風速計測システム

(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】P2024141236

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】風速計測システム

(51)【国際特許分類】

   G01P 13/00 20060101AFI20241003BHJP

   G01P 5/12 20060101ALN20241003BHJP

【ＦＩ】

G01P13/00 E

G01P5/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052766

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100121049

【弁理士】

【氏名又は名称】三輪 正義

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 美貴

(72)【発明者】

【氏名】藤井 康隆

(72)【発明者】

【氏名】片瀬 泰幸

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 剛

(72)【発明者】

【氏名】安江 俊哉

【テーマコード（参考）】

2F034

【Ｆターム（参考）】

2F034AA02

2F034AC14

2F034DA09

2F034DA16

(57)【要約】

【課題】ユーザビリティを向上させた風速計測システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明における風速計測システムは、表示パネルを備えた端末装置に接続して、計測領域にて計測した風速を表示パネルに表示する風速計測システムであって、計測領域に配置したセンサユニットにて、風速を計測し、表示パネルに、センサユニットに対応した表示部を表示し、表示部を、表示パネル上で、対応するセンサユニットの配置に応じて、任意に移動可能とした表示機能を備え、或いは、表示パネルに、センサユニットに対応した表示部を表示し、表示部の色表示を、対応するセンサユニットの発光状態に合わせて変更可能とした表示機能を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示パネルを備えた端末装置に接続して、計測領域にて計測した風速を前記表示パネルに表示する風速計測システムであって、
前記計測領域に配置したセンサユニットにて、前記風速を計測し、
前記表示パネルに、前記センサユニットに対応した表示部を表示し、前記表示部を、前記表示パネル上で、対応する前記センサユニットの配置に応じて、任意に移動可能とした表示機能を備える、
ことを特徴とする風速計測システム。

【請求項2】

表示パネルを備えた端末装置に接続して、計測領域にて計測した風速を前記表示パネルに表示する風速計測システムであって、
前記計測領域に配置したセンサユニットにて、前記風速を計測し、前記センサユニットは、前記風速に基づいて発光状態が変化する発光機能を備えており、
前記表示パネルに、前記センサユニットに対応した表示部を表示し、前記表示部の色表示を、対応する前記センサユニットの発光状態に合わせて変更可能とした表示機能を備える、
ことを特徴とする風速計測システム。

【請求項3】

前記表示部が表示された画面表示から、前記風速の時系列のデータ表示に切り替え可能とする、請求項１又は請求項２に記載の風速計測システム。

【請求項4】

前記表示パネルの背景画面を任意に設定可能とする、請求項１又は請求項２に記載の風速計測システム。

【請求項5】

複数のセンサユニットが接続された１以上の系列を含み、前記表示部には、前記風速とともに、系列番号と、前記系列における接続順が示される、請求項１又は請求項２に記載の風速計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数のセンサユニットを備えた風速計測システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、気流計測システムに関する発明が開示されている。気流計測システムは、複数のセンサを含み、風向または風速を検知する。気流計測システムを構成する情報処理装置は、センサからのデータを収集し、空気の流れを解析する。端末装置では、画面に気流を表示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１０７７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、特許文献１の図９には、気流表示の一例が示されている。特許文献１では、画面を、格子状に区切って配置領域を作成し、格子の１マス内にセンサマークを表示する。また、センサマークの表示以外のマスには推定した風向や風速を示す円周マークを表示する。

【0005】

しかしながら、特許文献１では、計測領域に配置したセンサの状態変更に応じた、センサマークの変更、更新については、特に何も開示がなされていない。
本発明は、ユーザビリティを向上させた風速計測システム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】

【0006】

本発明における風速計測システムは、表示パネルを備えた端末装置に接続して、計測領域にて計測した風速を前記表示パネルに表示する風速計測システムであって、前記計測領域に配置したセンサユニットにて、前記風速を計測し、前記表示パネルに、前記センサユニットに対応した表示部を表示し、前記表示部を、前記表示パネル上で、対応する前記センサユニットの配置に応じて、任意に移動可能とした表示機能を備える、ことを特徴とする。

【0007】

本発明における風速計測システムは、表示パネルを備えた端末装置に接続して、計測領域にて計測した風速を前記表示パネルに表示する風速計測システムであって、前記計測領域に配置したセンサユニットにて、前記風速を計測し、前記センサユニットは、前記風速に基づいて発光状態が変化する発光機能を備えており、前記表示パネルに、前記センサユニットに対応した表示部を表示し、前記表示部の色表示を、対応する前記センサユニットの発光状態に合わせて変更可能とした表示機能を備える、ことを特徴とする。

【0008】

本発明における一態様は、前記表示部が表示された画面表示から、前記風速の時系列のデータ表示に切り替え可能とする。
本発明における一態様は、前記表示パネルの背景画面を任意に設定可能とする。

【0009】

本発明における一態様は、複数のセンサユニットが接続された１以上の系列を含み、前記表示部には、前記風速とともに、系列番号と、前記系列における接続順が示される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、センサユニットの配置変更に対応して表示部を、表示パネル上で任意に移動させることができたり、該表示部の色表示を、センサユニットの発光状態に合わせて、変更でき、ユーザビリティを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、複数のセンサユニットを備えた風速計測システムの構成図であり、各センサユニットを測定場所に配置した状態を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施の形態におけるセンサユニットの斜視図である。

【図3】図３は、センサユニットの回路図の一例である。

【図4】図４は、表示パネル上に表示された各表示部の模式図である。

【図5】図５は、図１の状態から、１つのセンサユニットの配置を変更したことを示す模式図である。

【図6】図６は、図５に示すセンサユニットの位置に合わせて、ユーザが、表示パネル上の表示部を移動させた状態を示す模式図である。

【図7】図７は、風速情報を時系列のデータ表示に切り替えた画面表示を示す模式図である。

【図8】図８は、データ収集ルーチンを示すフローチャート図である。

【図9】図９は、表示更新ルーチンを示すフローチャート図である。

【図10】図１０は、グラフ更新ルーチンを示すフローチャート図である。

【図11】図１１は、表示部の移動ルーチンを示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施の形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。

【0013】

図１は、本実施の形態における風速計測システム（風速計測装置）Ｓの構成図である。風速計測システムＳは、複数のセンサユニット１－１～３－４と、ホストデバイス４、５、６とを有して構成される。

【0014】

図１に示すように、センサユニット１－１～１－４、センサユニット２－１～２－４、及びセンサユニット３－１～３－４は、それぞれ、Ｘ方向にデイジーチェーン接続されており、３つの系列１、２、３が構成される。これら系列１、２、３は、Ｚ方向（Ｘ方向に対して直交方向）に、間隔をあけて配置される。

【0015】

各系列１、２、３において、各ホストデバイス４、５、６から近い順に、一番目、二番目、三番目、及び四番目のセンサユニットと規定する。そして、各系列１、２、３において、一番目のセンサユニット１－１、２－１、３－１が、例えば、計測領域の天井から一列に吊り下げられており、二番目から四番目の各センサユニットも同様に構成されている。このように、図１に示す計測領域７には、１２個のセンサユニット１－１～３－４を配置している。なお、図１に示すセンサ配列は、あくまでも一例である。

【0016】

図１に示すように、各系列１、２、３において、隣り合うセンサユニットが通信線８を介して接続されており、各センサユニット１－１～３－４に内蔵されるマイコン（図示しない）間でのデータのやり取りを可能とする。

【0017】

また、ホストデバイス４、５、６は、端末装置９から各センサユニット１－１～３－４に送られる命令信号や、センサユニット１－１～３－４から端末装置９に送られる風速信号を、各センサユニット１－１～３－４と端末装置９との間で橋渡しする。ホストデバイス４、５、６は、通信においてマスターとなる装置を意味する。

【0018】

図１に示すように、各ホストデバイス４、５、６同士もデイジーチェーン接続される。これにより、配線を複雑にせず、センサユニット１－１～３－４の接続数を大幅に増やすことができる。

【0019】

ここで、本実施の形態に適用するセンサユニットの一例を図２に示す。センサユニットは、感温抵抗体を備えた風速検知用素子１０と、温度補償用素子１１とを備える。

【0020】

図３に示すように、風速検知用素子１０は、温度補償用素子１１とともに、ブリッジ回路１２を構成する。図３に示すように、風速検知用素子（抵抗体）１０と、温度補償用素子（抵抗体）１１と、抵抗器１３、１４とでブリッジ回路１２を構成している。図３に示すように、風速検知用素子１０と抵抗器１３とで第１の直列回路１５を構成し、温度補償用素子１１と抵抗器１４とで第２の直列回路１６を構成している。そして、第１の直列回路１５と第２の直列回路１６とが、並列に接続されてブリッジ回路１２を構成している。

【0021】

図３に示すように、第１の直列回路１５の出力部１７と、第２の直列回路１６の出力部１８とが、夫々、差動増幅器（アンプ）１９に接続されている。ブリッジ回路１２には、差動増幅器１９を含めたフィードバック回路２０が接続されている。フィードバック回路２０には、トランジスタ（図示せず）等が含まれる。

【0022】

抵抗器１３、１４は、風速検知用素子１０、及び温度補償用素子１１よりも抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さい。風速検知用素子１０は、例えば、所定の周囲温度よりも所定値だけ高くなるようにされた加熱状態で、所定の抵抗値Ｒｓ１を有し、また、温度補償用素子１１は、例えば、前記の周囲温度にて、所定の抵抗値Ｒｓ２を有するように制御されている。なお、抵抗値Ｒｓ１は、抵抗値Ｒｓ２よりも小さい。風速検知用素子１０と第１の直列回路１５を構成する抵抗器１３は、例えば、風速検知用素子１０の抵抗値Ｒｓ１と同様の抵抗値Ｒ１を有する固定抵抗器である。また、温度補償用素子１１と第２の直列回路１６を構成する抵抗器１４は、例えば、温度補償用素子１１の抵抗値Ｒｓ２と同様の抵抗値Ｒ２を有する固定抵抗器である。

【0023】

風速検知用素子１０は、周囲温度よりも高い温度となるように調整されており、風速検知用素子１０が風を受けると、発熱抵抗である風速検知用素子１０の温度は低下する。このため、風速検知用素子１０が接続された第１の直列回路１５の出力部１７の出力が変動する。これにより、差動増幅器１９により差動出力が得られる。そして、フィードバック回路２０では、差動出力に基づいて、風速検知用素子１０に駆動電圧を印加する。そして、風速検知用素子１０の加熱に要する電圧の変化に基づき、センサユニット内に配置されたマイコンにて風速を換算し出力することができる。

【0024】

また、温度補償用素子１１は、流体そのものの温度を検知し、流体の温度変化の影響を補償する。このように、温度補償用素子１１を備えることで、流体の温度変化が風速検知に影響するのを低減でき、風速検知を精度よく行うことができる。なお、図３に示す回路構成は、一例であり、これに限定されるものではない。

【0025】

図２に示すセンサユニットには、筐体２１に複数のコネクタ２２（裏面にあるコネクタは不図示）が設けられており、コネクタを介して、通信線８を接続することで、図１に示すように、複数のセンサユニット１－１～３－４をデイジーチェーン接続できる。

【0026】

また、図２に示すように、本実施の形態のセンサユニットには、ＬＥＤ等の発光部２３が設けられている。例えば、発光部２３を、所定以上の大きさの風速を検知した際に点灯させたり、風速の大きさに応じて明滅させたりできる。

【0027】

図１に示すように、風速計測システムＳは、パソコンなどの端末装置９に接続される。風速計測システムＳとの接続により、風速計測システムＳに内蔵された風速計測ソフトウェアを、端末装置９にて実行できる。本実施の形態の風速計測システムＳによれば、以下の表示機能の実行により、端末装置９の表示パネル９ａに、風速分布を可視化できる。

【0028】

（１）表示パネル９ａに、センサユニット１－１～３－４に対応した表示部３０～４１を表示し、表示部３０～４１を、表示パネル９ａ上で、対応するセンサユニット１－１～３－４の配置に応じて、任意に移動可能とした表示機能。
（２） 表示パネル９ａに、センサユニット１－１～３－４に対応した表示部３０～４１を表示し、表示部３０～４１の色表示を、対応するセンサユニット１－１～３－４の発光状態に合わせて変更可能とした表示機能。
表示パネル９ａの画面表示を参照しながら、上記の表示機能について説明する。

【0029】

図４に示すように、表示パネル９ａには、各センサユニット１－１～３－４に対応した１２個の表示部３０～４１が表示される。表示部３０～４１は、タイル表示で表れているが、タイル表示以外であっても構わない。

【0030】

各表示部３０～４１には、「１－１」、「１－２」・・・「３－４」で示される上段表示と、その下側に括弧書きで示された下段表示とが示される。上段表示は、対応するセンサユニット１－１～３－４の配置を示していて、「系列－接続順」を表している。すなわち、「１－１」は、系列１の１番目を示す。下段表示は、風速（ｍ／ｓ）を示す。

【0031】

図４に示す表示部３０～４１の下段表示の風速は、図２に示すセンサユニット１－１～３－４で検知された風速を数値化したものである。

【0032】

初期画面（アプリケーション起動時の画面）では、前回の配置状態を反映するか、或いは、各表示部を新規で整列させるかを、ユーザに選択させることができる。このとき、初期画面において、図４に示す１２個の表示部３０～４１が、図１のセンサユニット１－１～３－４の配置に一致していなくても、上記（１）の表示機能では、各表示部３０～４１を、表示パネル９ａ上で、任意に移動させることができるため、図４に示すように、各表示部３０～４１を、図１に示すセンサユニット１－１～３－４の配置に合わせることができる。

【0033】

したがって、図５に示すように、例えば、センサユニット１－３を、図１の位置から、図示上方向（Ｚ方向）に移動させたとき、図６に示すように、ユーザは、マウスを用いて、センサユニット１－３に対応する表示部３２を、表示パネル９ａ上にて上方向に移動させて、センサユニット１－３の配置と、表示パネル９ａ上での表示部３２の位置とを一致させることができる。これにより、各センサユニット１－１～３－４の配置と、表示パネル９ａ上での各表示部３０～４１の位置とを、風速計測中などにおいても、簡単に一致させることができる。

【0034】

また、図４に示すように、表示パネル９ａ上での各表示部３０～４１は、異なる色表示とされるが、各色表示は、図１に示すセンサユニット１－１～３－４の発光部２３（図２参照）の発光色と一致し、或いは、似た色に制御される。すなわち、各センサユニット１－１～３－４は、検知した風量に基づいて発光部２３の発光状態が変化するが、各センサユニット１－１～３－４に対応する各表示部３０～４１の色表示を、各センサユニット１－１～３－４の発光状態に合わせることができる（上記（２）の表示機能）。なお「発光状態に合わせる」とは、色を一致させる場合のほか、その色に近づける場合も含め、範囲を持たせることができる。特に、ユーザが、表示パネル９ａ内の表示部３０～４１の色表示と、センサユニット１－１～３－４の発光状態とを見比べたときに、表示部３０～４１とセンサユニット１－１～３－４とを対応付けることができれば、「発光状態に合わせる」との範囲に含まれる。なお、図４では、色が異なることを模様で示した。
色の変更については、ユーザが、表示パネル９ａから設定変更できる。例えば、ユーザは、赤色に光る風速を２ｍ／ｓから３ｍ／ｓに変更したいときなど、表示パネル９ａにて操作し変更する。この設定変更により、表示パネル９ａの表示部３０～４１の発光色の設定の変更だけでなく、発光部２３の色も、配線を通して、色設定情報が全てのセンサユニット１－１～３－４に送られて更新される。このため、発光部２３の色と表示部の色とを常に一致させることができる。

【0035】

本実施の形態では、時間差無しで、或いは、小さい時間差で、各表示部の色表示を、各センサユニットの発光状態に合わせて変更でき、リアルタイム性を高めることができる。

【0036】

このように本実施の形態では、表示パネル９ａに表された各表示部３０～４１を、センサユニット１－１～３－４の配置や発光状態の変化に容易に合わせることができ、ユーザビリティを高めることができる。本実施の形態では、上記（１）（２）の表示機能を別々に有していてもよいが、図４、図６に示すように、（１）（２）の双方の表示機能を備えることがより好適である。

【0037】

また、本実施の形態では、表示パネル９ａの背景画面を任意に設定できる。すなわち、表示部３０～４１の背景に表示する画像をユーザーが任意に設定できる。図４に示すように、表示パネル９ａの背景画面は、センサユニット１－１～３－４を配置した計測現場の写真などを用いて設定できる。これにより、センサユニット１－１～３－４を計測場所に設置したイメージで、表示部３０～４１を、表示パネル９ａ上にレイアウトでき、リアリティに優れた風量分布の可視化を実現できる。

【0038】

また、本実施の形態では、表示パネル９ａの画面表示を、図４、図６の風量分布表示から、図７に示す時系列のデータ表示に切り替えることもできる。図７のグラフは、各センサユニット１－１～３－４の時間に対する風速を示している。なお、図７のグラフは、一部のセンサユニット１－１～３－４の風速のみグラフ化したものである。

【0039】

本実施の形態における風速計測システムＳのフローチャートを説明する。図８は、データ収集ルーチン５０、図９は、表示更新ルーチン５１及び、図１０は、グラフ更新ルーチン５２を示すフローチャート図である。図１１は、表示部の移動ルーチンを表示するフローチャート図である。

【0040】

データ更新ルーチン５０、表示更新ルーチン５１、及びグラフ更新ルーチン５２を、非同期処理しており、これにより、それぞれを独立して動かすことができ、表示更新及びグラフ更新を適切に行うことができる。

【0041】

データ更新ルーチン５０では、各センサユニット１－１～３－４から風速のデータを収集するステップＳＴ１、及び、表示用データを生成するステップＳＴ２を備える。「表示用データ」には、センサユニット１－１～３－４の接続情報（系列及び接続順）、風量情報及び、発光情報などを含む。

【0042】

表示更新ルーチン５１では、まず、表示更新タスクの終了フラグの有無を判断する（ステップＳＴ３）。タスクが有効であるとき、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４では、最新の風速データを表示部（タイル）３０～４１に反映する。最新の風速データは、ステップＳＴ２から取得できる。最新の風速データを反映させた後、例えば、１５ｍｓ待ってから（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ３に戻り、再び、最新の風速データを取得する。

【0043】

グラフ更新ルーチン５２では、まず、グラフタスクの終了フラグの有無を判断し（ステップＳＴ６）、終了していなければ、ステップＳＴ７に移行して、処理中フラグを有効化する。続いて、非同期処理起動を実行し（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ２から取得した風速データによりグラフ化する（ステップＳＴ９）。グラフ化した後、例えば、５００ｍｓ待ってから（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ６に戻り、再び、最新の風速データを取得しグラフ化する。このように、非同期処理にて、例えば、５００ｍｓごとにデータ更新を行うことで、グラフを精度よく作成できる。

【0044】

表示パネル９ａ上にて、表示部３０～４１を任意の場所に移動させる場合、図９（ａ）に示すように、ユーザは、マウス等の外部入力装置を操作して、動かしたい表示部上に画像表示されたポインタを移動し、マウスを押下げる動作を行うことで対象の表示部を指定する。これにより、マウス押下ポイントが記録され、表示部移動フラグが起動する。次に、図９（ｂ）に示すように、ユーザは、表示部上でマウスを任意の場所まで移動させる。このとき、表示部移動フラグが有効であれば、表示部移動距離を算出し、算出した移動距離に基づいて、表示部を表示パネル９ａ上で移動させる。次に、ユーザは、表示部上でマウスを離す。これにより、タイル移動フラグが無効化し、表示部の移動が確定する。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明では、表示パネル上に、センサユニットの配置に対応した表示部を表示でき、該表示部を任意に移動させたり、センサユニットの発光状態に合わせて表示部の色表示を変化可能な風速計測システムを提供できる。本発明の風速計測システムは、例えば、風を検知するセンサユニットを備えており、屋内屋外を問わず、適用できる。風速計測システムは、例えば、空調設備や、イルミネーション、実験・分析用などで用いることができる。

【符号の説明】

【0046】

１～３ ：系列
１－１～３－４ ：センサユニット
４～６ ：ホストデバイス
７ ：計測領域
８ ：通信線
９ ：端末装置
９ａ ：表示パネル
１０ ：風速検知用素子
１１ ：温度補償用素子
１２ ：ブリッジ回路
１３、１４ ：抵抗器
１５ ：第１の直列回路
１６ ：第２の直列回路
１７、１８ ：出力部
１９ ：差動増幅器
２０ ：フィードバック回路
２１ ：筐体
２２ ：コネクタ
２３ ：発光部
３０～４１ ：表示部
Ｓ 風速計測システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】