JPH0720141A - 風向風速計 - Google Patents
風向風速計Info
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- JPH0720141A JPH0720141A JP18938393A JP18938393A JPH0720141A JP H0720141 A JPH0720141 A JP H0720141A JP 18938393 A JP18938393 A JP 18938393A JP 18938393 A JP18938393 A JP 18938393A JP H0720141 A JPH0720141 A JP H0720141A
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- Japan
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- wind
- wind direction
- anemometer
- wind speed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型にして低廉であり、かつ微風時の風向風
速を応答性良く計測可能であり、更に必要に応じて防爆
構造にすることが容易な屋外用の風向風速計を提供す
る。 【構成】 頂板及び底板間に水平方向に放射状に配置さ
れた複数の隔壁により、開放された外周部から中心部に
至る収束する風の通路が画定されることから、屋外の雨
滴、霧およびダストを含む微風から強風までの風速を加
速した状態で計測することができ、しかも風向も正しく
把握することができる。
速を応答性良く計測可能であり、更に必要に応じて防爆
構造にすることが容易な屋外用の風向風速計を提供す
る。 【構成】 頂板及び底板間に水平方向に放射状に配置さ
れた複数の隔壁により、開放された外周部から中心部に
至る収束する風の通路が画定されることから、屋外の雨
滴、霧およびダストを含む微風から強風までの風速を加
速した状態で計測することができ、しかも風向も正しく
把握することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、小型化に適する風向風
速計に関し、特に各種屋外プラントに於て、可燃性ガ
ス、毒性ガス、各種油及び有機溶剤の蒸気などの漏洩を
検知するガス検知器に関連して風向風速を計る目的に適
する風向風速計に関する。
速計に関し、特に各種屋外プラントに於て、可燃性ガ
ス、毒性ガス、各種油及び有機溶剤の蒸気などの漏洩を
検知するガス検知器に関連して風向風速を計る目的に適
する風向風速計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、前記各種屋外プラントに於ける風
向風速は通常計器室の屋上高く設置された気象観測用の
風向風速計により観測されてきた。しかしながら、ガス
検知器を用いてガスなどの漏洩を検知しようとする場合
に、漏洩の規模を知るためには検知場所に於ける局所的
な風速を知る必要があり、漏洩箇所を特定する場合には
更に風向を知る必要があることから、このような気象観
測用の風向風速計は、大型かつ高価であり、また防爆構
造でないものが多くプラント内の随所に設けるのに適し
ていない。また、機械式風向風速計を小型化する場合、
微風の風向及び風速を計るのが困難であった。
向風速は通常計器室の屋上高く設置された気象観測用の
風向風速計により観測されてきた。しかしながら、ガス
検知器を用いてガスなどの漏洩を検知しようとする場合
に、漏洩の規模を知るためには検知場所に於ける局所的
な風速を知る必要があり、漏洩箇所を特定する場合には
更に風向を知る必要があることから、このような気象観
測用の風向風速計は、大型かつ高価であり、また防爆構
造でないものが多くプラント内の随所に設けるのに適し
ていない。また、機械式風向風速計を小型化する場合、
微風の風向及び風速を計るのが困難であった。
【0003】最近風向風速に関して半導体式、サーミス
タ式、測温抵抗体などの小型にして低廉なセンサが普及
しているが、これらはいずれも風によるセンサから熱損
失から風向風速を計量するもので、雨滴、霧およびダス
トが接触すると大幅な誤差が生じるため屋外での使用に
耐えるものがなかった。
タ式、測温抵抗体などの小型にして低廉なセンサが普及
しているが、これらはいずれも風によるセンサから熱損
失から風向風速を計量するもので、雨滴、霧およびダス
トが接触すると大幅な誤差が生じるため屋外での使用に
耐えるものがなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その
主な目的は、小型にして低廉であり、かつ微風時の風向
風速を応答性良く計測可能であり、更に必要に応じて防
爆構造にすることが容易な屋外用の風向風速計を提供す
ることにある。
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その
主な目的は、小型にして低廉であり、かつ微風時の風向
風速を応答性良く計測可能であり、更に必要に応じて防
爆構造にすることが容易な屋外用の風向風速計を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、上下に隔置された頂板及び底板と、前記頂板及
び底板間に画定された空室内にて、前記頂板及び底板間
に亘って延在し、かつ前記空室の半径方向中心部のやや
外側から、放射状に、等角度間隔及び所定の長さをもっ
て半径方向外向きに延出する複数の隔壁と、前記空室内
の中心部に設けられた風向風速センサとを有することを
特徴とする風向風速計を提供することにより達成され
る。
よれば、上下に隔置された頂板及び底板と、前記頂板及
び底板間に画定された空室内にて、前記頂板及び底板間
に亘って延在し、かつ前記空室の半径方向中心部のやや
外側から、放射状に、等角度間隔及び所定の長さをもっ
て半径方向外向きに延出する複数の隔壁と、前記空室内
の中心部に設けられた風向風速センサとを有することを
特徴とする風向風速計を提供することにより達成され
る。
【0006】
【作用】頂板及び底板間に水平方向に放射状に配置され
た複数の隔壁により、開放された外周部から中心部に至
る収束する風の通路が画定され、風速を加速した状態で
計測し、しかも風向も正しく把握することができる。特
に、頂板及び底板間の間隔を半径方向中心部に向けて狭
めることにより、一層好適な風速の加速が可能となる。
また、風向風速計の外周部に環状の空気フィルタを設け
ることにより、過酷な環境に於ける使用を可能とした場
合でも、感度の低下などの問題を生じることがない。
た複数の隔壁により、開放された外周部から中心部に至
る収束する風の通路が画定され、風速を加速した状態で
計測し、しかも風向も正しく把握することができる。特
に、頂板及び底板間の間隔を半径方向中心部に向けて狭
めることにより、一層好適な風速の加速が可能となる。
また、風向風速計の外周部に環状の空気フィルタを設け
ることにより、過酷な環境に於ける使用を可能とした場
合でも、感度の低下などの問題を生じることがない。
【0007】風向風速センサとしては、2次元半導体フ
ローセンサ、サーミスタ式、測温抵抗体式などの形式の
複数の無指向性風速センサを環状に配列したもの、また
は機械式の2次元風向風速センサ等が考えられる。
ローセンサ、サーミスタ式、測温抵抗体式などの形式の
複数の無指向性風速センサを環状に配列したもの、また
は機械式の2次元風向風速センサ等が考えられる。
【0008】ここで、2次元風向風速センサを使用する
場合はそれを該円筒中心線近辺に位置させれば該風向風
速計の外側を流れる外気の風向を計ることがができ、風
速については、予め外気の風速と該2次元風向風速セン
サで計測した風速との実測または計算による相関式を作
り、デジタル回路素子を用いた信号処理器により補正し
て外気の風速を計測できる。
場合はそれを該円筒中心線近辺に位置させれば該風向風
速計の外側を流れる外気の風向を計ることがができ、風
速については、予め外気の風速と該2次元風向風速セン
サで計測した風速との実測または計算による相関式を作
り、デジタル回路素子を用いた信号処理器により補正し
て外気の風速を計測できる。
【0009】無指向性の風速センサを使用する場合は等
間隔に設けられた隔壁により画定された通路を通って該
風向風速計の中心に向かう空気の流速を各通路の内側口
で計り、それらの流速出力信号をスキャニングして風向
とし、かつ中心で総合的な空気の流速を計り風速とす
る。
間隔に設けられた隔壁により画定された通路を通って該
風向風速計の中心に向かう空気の流速を各通路の内側口
で計り、それらの流速出力信号をスキャニングして風向
とし、かつ中心で総合的な空気の流速を計り風速とす
る。
【0010】この場合、風向をより精度良く求めるため
に、最大値を示すセンサとその両隣りのセンサとが示す
流速を補間法により2次曲線などで内挿し、その極大値
を与える位置から風向きを求めても良い。
に、最大値を示すセンサとその両隣りのセンサとが示す
流速を補間法により2次曲線などで内挿し、その極大値
を与える位置から風向きを求めても良い。
【0011】
【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【0012】図1は本発明が適用された第1の実施例に
於ける風向風速計の縦断面図を示し、図2はその横断面
図を示す。この風向風速計は、上下に間隔をおいて対峙
し略円筒形の空室3を画定する2枚の円形板からなる頂
板1及び底板2を有している。頂板1及び底板2は、そ
れらの中心部に向けて互いに近接する向きに徐々に窪ま
され、従って空室3は上下幅の広い外周部3aと、上下
幅が徐々に狭まっている中間部3bと、上下幅が狭い中
央部3cとから構成されることとなる。ここで、頂板1
及び底板2の中心部直径及びその上下間隔は2cmとし
た。また、中間部3bに於ける頂板1及び底板2の勾配
は約27度とした。
於ける風向風速計の縦断面図を示し、図2はその横断面
図を示す。この風向風速計は、上下に間隔をおいて対峙
し略円筒形の空室3を画定する2枚の円形板からなる頂
板1及び底板2を有している。頂板1及び底板2は、そ
れらの中心部に向けて互いに近接する向きに徐々に窪ま
され、従って空室3は上下幅の広い外周部3aと、上下
幅が徐々に狭まっている中間部3bと、上下幅が狭い中
央部3cとから構成されることとなる。ここで、頂板1
及び底板2の中心部直径及びその上下間隔は2cmとし
た。また、中間部3bに於ける頂板1及び底板2の勾配
は約27度とした。
【0013】頂板1と底板2との間には、上記中間部3
bから外周部3aにかけて8枚の隔壁4が頂板1及び底
板2の外周に至るまで放射状に等角度間隔で延在し、空
室3を8つの方向の通路5に画定している。各通路5の
外周部3aの部分には雨滴、霧およびダストが内部に侵
入することを防止するための空気フィルタ7が設けられ
ている。ここで、空気フィルタ7の概略寸法は外径10
cm、高さ4cm、フィルタ厚み2cmで、ステンレス
細線からなる空隙率95%のフィルタを用いた。また、
空気フィルタ7の外周面の面積を通路5の内周側の口の
面積で割って得られる比は10であり、それらの点の風
速比の逆数に等しい。
bから外周部3aにかけて8枚の隔壁4が頂板1及び底
板2の外周に至るまで放射状に等角度間隔で延在し、空
室3を8つの方向の通路5に画定している。各通路5の
外周部3aの部分には雨滴、霧およびダストが内部に侵
入することを防止するための空気フィルタ7が設けられ
ている。ここで、空気フィルタ7の概略寸法は外径10
cm、高さ4cm、フィルタ厚み2cmで、ステンレス
細線からなる空隙率95%のフィルタを用いた。また、
空気フィルタ7の外周面の面積を通路5の内周側の口の
面積で割って得られる比は10であり、それらの点の風
速比の逆数に等しい。
【0014】一方、空室3内の中央部3cの中心位置に
は直径約14mmのパイプからなるホルダ8に感受面の
みが露出するように保持された2次元半導体フローセン
サ9が配置されている。このフローセンサ9は風速のみ
ならず風向を360度に亘り、即ち2次元的に測定可能
なセンサである。
は直径約14mmのパイプからなるホルダ8に感受面の
みが露出するように保持された2次元半導体フローセン
サ9が配置されている。このフローセンサ9は風速のみ
ならず風向を360度に亘り、即ち2次元的に測定可能
なセンサである。
【0015】このような風向風速計は取付金具10及び
パッキング11により被取付部材12に、頂板1、底板
2及びフローセンサ9が水平となるように、かつ被取付
部材12との間が気密となるように取付けられることと
なる。このとき、フローセンサ9の配線13はホルダ8
から被取付部材12を介して図示されない外部の管理装
置などに接続される。ここで、フローセンサ9および配
線13は低消費電力設計により本質安全防爆構造とす
る。
パッキング11により被取付部材12に、頂板1、底板
2及びフローセンサ9が水平となるように、かつ被取付
部材12との間が気密となるように取付けられることと
なる。このとき、フローセンサ9の配線13はホルダ8
から被取付部材12を介して図示されない外部の管理装
置などに接続される。ここで、フローセンサ9および配
線13は低消費電力設計により本質安全防爆構造とす
る。
【0016】尚、本実施例では360度に亘り、即ち2
次元的に測定可能なフローセンサを用いたが、互いに異
なる検出方向を有する少なくとも2つの1次元フローセ
ンサを用い、各センサにより検出された風速をベクトル
合成することにより360度の2次元センサとして機能
させても良い。また、空気フィルタ7は金属網のみなら
ず、ガラス、ポリマなどの繊維、細線、網、膜などを重
ねたもの、微粒子を相互に融着、接着して成形したもの
など多孔質で空気中の雨滴、霧およびダストなどを効率
良く除去できるものであれば良く、この空気フィルタ7
を実際には外側から内側へ空隙率、材質などが異なるよ
うに構成することもできるし、プリーツをつけて風の通
過面積を増やすこともできる。また、通常の空気フィル
タでは除去し難い霧が多い場所で使用する場合は空気フ
ィルタの内側に自己制御性発熱素子などからなる通電発
熱性の細線、網、膜を配置し、必要に応じてこれに通電
して霧を含む空気を加熱し霧を消去することもできる。
次元的に測定可能なフローセンサを用いたが、互いに異
なる検出方向を有する少なくとも2つの1次元フローセ
ンサを用い、各センサにより検出された風速をベクトル
合成することにより360度の2次元センサとして機能
させても良い。また、空気フィルタ7は金属網のみなら
ず、ガラス、ポリマなどの繊維、細線、網、膜などを重
ねたもの、微粒子を相互に融着、接着して成形したもの
など多孔質で空気中の雨滴、霧およびダストなどを効率
良く除去できるものであれば良く、この空気フィルタ7
を実際には外側から内側へ空隙率、材質などが異なるよ
うに構成することもできるし、プリーツをつけて風の通
過面積を増やすこともできる。また、通常の空気フィル
タでは除去し難い霧が多い場所で使用する場合は空気フ
ィルタの内側に自己制御性発熱素子などからなる通電発
熱性の細線、網、膜を配置し、必要に応じてこれに通電
して霧を含む空気を加熱し霧を消去することもできる。
【0017】この風向風速計の外気風速と上記センサに
より計測される風速との関係を近似計算により求めたと
ころ、該外気風速30(cm/s)、300(cm/
s)、1500(cm/s)のときのセンサ計測風速は
7(cm/s)、260(cm/s)、1740(cm
/s)となった。
より計測される風速との関係を近似計算により求めたと
ころ、該外気風速30(cm/s)、300(cm/
s)、1500(cm/s)のときのセンサ計測風速は
7(cm/s)、260(cm/s)、1740(cm
/s)となった。
【0018】このように、空気フィルタのような風の抵
抗体を使用しているにも係わらず低風速まで精度良く計
ることができた。
抗体を使用しているにも係わらず低風速まで精度良く計
ることができた。
【0019】図3は本発明が適用された第2の実施例に
於ける風向風速計の縦断面図を示し、図4はその横断面
図を示す。
於ける風向風速計の縦断面図を示し、図4はその横断面
図を示す。
【0020】本実施例では、第1の実施例と同様な構造
の頂板1、底板2により画定される空室3に於て、8枚
の隔壁4により画定される通路5の内面側、即ち中央部
3c側口の近傍に8個の外径約1mmの無指向性温度補
償素子内蔵直熱形サーミスタ式風速センサ19が直径約
20mmのホルダ18をもって支持されている。また、
ホルダ18の中心には、上記風速センサ19と同様であ
るがやや長い無指向性温度補償素子内蔵直熱形サーミス
タ式風速センサ20が設けられている。
の頂板1、底板2により画定される空室3に於て、8枚
の隔壁4により画定される通路5の内面側、即ち中央部
3c側口の近傍に8個の外径約1mmの無指向性温度補
償素子内蔵直熱形サーミスタ式風速センサ19が直径約
20mmのホルダ18をもって支持されている。また、
ホルダ18の中心には、上記風速センサ19と同様であ
るがやや長い無指向性温度補償素子内蔵直熱形サーミス
タ式風速センサ20が設けられている。
【0021】本実施例では隔壁4により画定される8個
の通路5に設けられた無指向性の風速センサ19により
各位置に於ける風速を計り、それらの流速出力信号を回
路的にスキャニングして風向を求め、ホルダ18の中心
に設けられた風速センサ20により風速を計るようにな
っている。
の通路5に設けられた無指向性の風速センサ19により
各位置に於ける風速を計り、それらの流速出力信号を回
路的にスキャニングして風向を求め、ホルダ18の中心
に設けられた風速センサ20により風速を計るようにな
っている。
【0022】この風向風速計の外気風速と上記センサに
より計測される風速との関係を近似計算により求めたと
ころ、第1の実施例と同様な結果を得た。
より計測される風速との関係を近似計算により求めたと
ころ、第1の実施例と同様な結果を得た。
【0023】尚、上記各実施例に於て、空気フィルタ7
の外周面の面積を通路5の内周側の口の面積で割って得
られる比は、それらの点の風速比の逆数に等しいが、3
〜30、望ましくは5〜15とする。また、隔壁4の数
は計りたい風向の精度によるが、通常4方位以上、望ま
しくは8方位〜16方位あれば充分であり、それぞれ4
枚、8枚、16枚の隔壁4が必要となることは云うまで
もない。このとき、空気フィルタの密度が高く薄い場合
には隔壁4は空気フィルタ7の外周面まで伸ばさないで
内周面までであっても風向分布に大きな影響はない。ま
た、逆に空気フィルタ7の密度が低い場合には通路5の
内側の口付近まで空気フィルタ7を充填しても良いが、
空気フィルタ7の占める位置を補集された雨滴、霧およ
びダストなどの再飛散流速を超えないところに止めるこ
とが望ましい。この再飛散流速としては風速20m/s
のような強風時にも5m/s以下とすることが望まし
い。
の外周面の面積を通路5の内周側の口の面積で割って得
られる比は、それらの点の風速比の逆数に等しいが、3
〜30、望ましくは5〜15とする。また、隔壁4の数
は計りたい風向の精度によるが、通常4方位以上、望ま
しくは8方位〜16方位あれば充分であり、それぞれ4
枚、8枚、16枚の隔壁4が必要となることは云うまで
もない。このとき、空気フィルタの密度が高く薄い場合
には隔壁4は空気フィルタ7の外周面まで伸ばさないで
内周面までであっても風向分布に大きな影響はない。ま
た、逆に空気フィルタ7の密度が低い場合には通路5の
内側の口付近まで空気フィルタ7を充填しても良いが、
空気フィルタ7の占める位置を補集された雨滴、霧およ
びダストなどの再飛散流速を超えないところに止めるこ
とが望ましい。この再飛散流速としては風速20m/s
のような強風時にも5m/s以下とすることが望まし
い。
【0024】図5は本発明が適用された第3の実施例に
於ける機械式風向風速センサの要部を示す斜視図であ
る。この風向風速計は、上下に間隔をおいて対峙し、中
央部に円筒形の空室を画定する2枚の円形板からなる頂
板と底板にて、この中央部の空室の外側から放射状に等
角度間隔で前記2枚の円形板の外周まで半径方向外向き
に延出する8枚の隔壁を有する。その具体的な構造は第
1及び第2の実施例と同様であるが、本実施例では頂板
及び底板は平行であり空気フィルタは設けられていな
い。そして、中央部にある円筒形の空室に図5に示す機
械式風向風速センサが収納されている。ここで、符号2
1は風向きの方向に自在に回転する板状の風向センサを
示し、符号22は一方向に回転する風車式風速センサを
示す。この中央部に於ては風速が加速されているため微
風にても測定可能であることは云うまでもない。
於ける機械式風向風速センサの要部を示す斜視図であ
る。この風向風速計は、上下に間隔をおいて対峙し、中
央部に円筒形の空室を画定する2枚の円形板からなる頂
板と底板にて、この中央部の空室の外側から放射状に等
角度間隔で前記2枚の円形板の外周まで半径方向外向き
に延出する8枚の隔壁を有する。その具体的な構造は第
1及び第2の実施例と同様であるが、本実施例では頂板
及び底板は平行であり空気フィルタは設けられていな
い。そして、中央部にある円筒形の空室に図5に示す機
械式風向風速センサが収納されている。ここで、符号2
1は風向きの方向に自在に回転する板状の風向センサを
示し、符号22は一方向に回転する風車式風速センサを
示す。この中央部に於ては風速が加速されているため微
風にても測定可能であることは云うまでもない。
【0025】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による風向風速計によれば、頂板及び底板間に水平
方向に放射状に配置された複数の隔壁により、開放され
た外周部から中心部に至る収束する風の通路が画定され
ることから、屋外の雨滴、霧およびダストを含む微風か
ら強風までの風速を加速した状態で計測することがで
き、しかも風向も正しく把握することができる。
発明による風向風速計によれば、頂板及び底板間に水平
方向に放射状に配置された複数の隔壁により、開放され
た外周部から中心部に至る収束する風の通路が画定され
ることから、屋外の雨滴、霧およびダストを含む微風か
ら強風までの風速を加速した状態で計測することがで
き、しかも風向も正しく把握することができる。
【図1】本発明が適用された風向風速計の第1の実施例
の単純化した正面図である。
の単純化した正面図である。
【図2】図1のII-II線について見た断面図をである。
【図3】本発明が適用された風向風速計の第2の実施例
の単純化した正面図である。
の単純化した正面図である。
【図4】図3のIV-IV線について見た断面図である。
【図5】本発明が適用された風向風速計の第3の実施例
に於ける機械式風向風速センサの部分のみの単純化した
斜視図である。
に於ける機械式風向風速センサの部分のみの単純化した
斜視図である。
1 頂板 2 底板 3 空室 3a 外周部 3b 中間部 3c 中央部 4 隔壁 5 通路 7 空気フィルタ 8 ホルダ 9 2次元半導体フローセンサ 10 取付金具 11 パッキング 12 被取付部材 13 配線 18 ホルダ 19、20 無指向性温度補償素子内蔵直熱形サーミス
タ式風速センサ 21 風向センサ 22 風速センサ
タ式風速センサ 21 風向センサ 22 風速センサ
Claims (6)
- 【請求項1】上下に隔置された頂板及び底板と、 前記頂板及び底板間に画定された空室内にて、前記頂板
及び底板間に亘って延在し、かつ前記空室の半径方向中
心部のやや外側から、放射状に、等角度間隔及び所定の
長さをもって半径方向外向きに延出する複数の隔壁と、 前記空室内の中心部に設けられた風向風速センサとを有
することを特徴とする風向風速計。 - 【請求項2】前記頂板及び底板間の間隔が半径方向中心
部にかけて徐々に狭まっていることを特徴とする請求項
1に記載の風向風速計。 - 【請求項3】前記空室の外周部に環状の空気フィルタが
設けられていることを特徴とする請求項1若しくは請求
項2に記載の風向風速計。 - 【請求項4】前記風向風速センサが、2次元フローセン
サからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のい
ずれかに記載の風向風速計。 - 【請求項5】前記風向風速センサが、環状に配列された
複数の無指向性風速センサからなる風向センサと、該風
向センサの中央に配置された無指向性風速センサとから
なることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
に記載の風向風速計。 - 【請求項6】前記風向風速センサが、風向きの方向に自
在に回転する板状の風向センサと一方向に回転する風車
式風速センサとからなることを特徴とする請求項1乃至
請求項2に記載の風向風速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5189383A JP2935400B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 風向風速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5189383A JP2935400B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 風向風速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Patent Citations (3)
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