JPS6281571A - 流体検出装置 - Google Patents
流体検出装置Info
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- JPS6281571A JPS6281571A JP22143685A JP22143685A JPS6281571A JP S6281571 A JPS6281571 A JP S6281571A JP 22143685 A JP22143685 A JP 22143685A JP 22143685 A JP22143685 A JP 22143685A JP S6281571 A JPS6281571 A JP S6281571A
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- fluid
- wind
- heat
- heating element
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は流体検出装置に関し、気体、液体等の流体の速
度、又は方向を検出しようとするものである。
度、又は方向を検出しようとするものである。
本発明は、流体中に設けた発熱素子において発生される
熱量を流体に放熱させるようになされた熱式流体検出装
置において、発熱素子において間欠的にかつパルス的に
発生した熱を、流体によって測定素子の位置まで移動さ
せることにより、測定素子によって得られるピックアッ
プ検出出力に基づいて流体の流速、済れの方向を検出す
ることにより、簡易な構成によって、高い精度の流体検
出をすることができる。
熱量を流体に放熱させるようになされた熱式流体検出装
置において、発熱素子において間欠的にかつパルス的に
発生した熱を、流体によって測定素子の位置まで移動さ
せることにより、測定素子によって得られるピックアッ
プ検出出力に基づいて流体の流速、済れの方向を検出す
ることにより、簡易な構成によって、高い精度の流体検
出をすることができる。
この種の流体検出装置として、従来例えば風速計、風向
計などにおいて、例えばトランジスタでなる加熱受感素
子を発熱させ、その熱の一部が風によって風速に対して
所定の関係をもぢながら奪われて行くことを利用して、
風速を検出する方法が、例えば特公昭59−48340
号公報及び実公昭59−39643号公報に開示されて
いる。
計などにおいて、例えばトランジスタでなる加熱受感素
子を発熱させ、その熱の一部が風によって風速に対して
所定の関係をもぢながら奪われて行くことを利用して、
風速を検出する方法が、例えば特公昭59−48340
号公報及び実公昭59−39643号公報に開示されて
いる。
またかかる構成の加熱受感素子を用いて風向を測定する
風向検出装置が特願昭55−84196号明細書に開示
されている。
風向検出装置が特願昭55−84196号明細書に開示
されている。
この種のいわゆる熱式風速計は、空気中に奪われる熱量
を風速に換算することを原理とするものであるので、風
速計を設置した場所の気温の変化に応じて測定結果が変
動することを避は得ず、従って加熱受感素子によって発
生された熱量の影響を受けないように測温素子を設けて
気温を測ると共に、当該気温の変化に応じて測定結果を
修正するための構成を設ける必要がある。
を風速に換算することを原理とするものであるので、風
速計を設置した場所の気温の変化に応じて測定結果が変
動することを避は得ず、従って加熱受感素子によって発
生された熱量の影響を受けないように測温素子を設けて
気温を測ると共に、当該気温の変化に応じて測定結果を
修正するための構成を設ける必要がある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、発熱素子
から間欠的に発生した熱を、流体によって所定の距離だ
け離れた位置に設けられた測定素子に移動させ測定素子
ピックアップ出力に基づいて、周囲の気温の影響を受け
ずに、流体の流速及び流れの方向を検出できるようにし
た流体検出装置を提案しようとするものである。
から間欠的に発生した熱を、流体によって所定の距離だ
け離れた位置に設けられた測定素子に移動させ測定素子
ピックアップ出力に基づいて、周囲の気温の影響を受け
ずに、流体の流速及び流れの方向を検出できるようにし
た流体検出装置を提案しようとするものである。
かかる問題点を解決するため第1の発明においては、流
体の流れに対して上流位置に配設された発熱素子Q、と
、この発熱素子QHの下流位置に配設された測定素子Q
8〜Q8とを有する検出素子部2と、発熱素子Q、を間
欠的かつパルス的に発熱させて当該熱を流体によって測
定素子QN〜Q、の位置に移動させるようにし、測定素
子QN〜Qi、+のピックアップ出力D T N−D
T wに基づいて発熱素子Qや及び測定素子08〜01
.1間の熱の移動時間を検出することにより、流体の流
速を算定する検出回路部1とを設けるようにする。
体の流れに対して上流位置に配設された発熱素子Q、と
、この発熱素子QHの下流位置に配設された測定素子Q
8〜Q8とを有する検出素子部2と、発熱素子Q、を間
欠的かつパルス的に発熱させて当該熱を流体によって測
定素子QN〜Q、の位置に移動させるようにし、測定素
子QN〜Qi、+のピックアップ出力D T N−D
T wに基づいて発熱素子Qや及び測定素子08〜01
.1間の熱の移動時間を検出することにより、流体の流
速を算定する検出回路部1とを設けるようにする。
また第2の発明においては、流体の流れに対して上流位
置に配設された発熱素子Q、と、この発熱素子Q、の下
流位置に配設された複数の測定素子Q。とを存する検出
素子部2と、発熱素子Q。
置に配設された発熱素子Q、と、この発熱素子Q、の下
流位置に配設された複数の測定素子Q。とを存する検出
素子部2と、発熱素子Q。
を間欠的かつパルス的に発熱させて当該熱を流体によっ
て測定素子Q、−Q、1の位置に移動させるようにし、
測定素子Q N−Q wのピックアップ出力DT、−D
T1.lに基づいて流体の流れる方向を判定する検出回
路部1とを設ける。
て測定素子Q、−Q、1の位置に移動させるようにし、
測定素子Q N−Q wのピックアップ出力DT、−D
T1.lに基づいて流体の流れる方向を判定する検出回
路部1とを設ける。
発熱素子Q、が検出回路部lによって間欠的かつパルス
的に発熱されると、当該熱は検出素子部2の流体通路を
流れる流体によって下流側にある測定素子QM〜Q、の
位置に移動されて行く。
的に発熱されると、当該熱は検出素子部2の流体通路を
流れる流体によって下流側にある測定素子QM〜Q、の
位置に移動されて行く。
当該下流側の測定素子QN〜Q、は、熱が到達すると、
その温度変化に対応するピックアップ出力D T u〜
DTwを発生して検出回路部2に供給する。
その温度変化に対応するピックアップ出力D T u〜
DTwを発生して検出回路部2に供給する。
このとき検出回路部lは、発熱素子Q工を発熱させた後
、測定素子Q、−QWにピックアップ出力が得られるま
での時間を検出することによって、発熱素子QH及び測
定素子Q8〜Q・0間の熱の移動時間を検出し、発熱素
子Q、及び測定素子08〜01.1間の距離から流体の
流速を算定する。
、測定素子Q、−QWにピックアップ出力が得られるま
での時間を検出することによって、発熱素子QH及び測
定素子Q8〜Q・0間の熱の移動時間を検出し、発熱素
子Q、及び測定素子08〜01.1間の距離から流体の
流速を算定する。
また検出回路部lは複数の測定素子から得られるピック
アップ出力に基づいて、流体の流れる方向を判定する。
アップ出力に基づいて、流体の流れる方向を判定する。
かくして流体の流速及び流れる方向を検出するにつき、
発熱素子Q、4から間欠的かつパルス的に発生された熱
に基づいてその移動時間から流速を算定するようにした
ことにより、検出素子部2の外囲温度の影響を受けずに
流体の流速及び流れる方向を検出し得る。
発熱素子Q、4から間欠的かつパルス的に発生された熱
に基づいてその移動時間から流速を算定するようにした
ことにより、検出素子部2の外囲温度の影響を受けずに
流体の流速及び流れる方向を検出し得る。
以下図面について、本発明を風向及び風速を検出する流
体検出装置に適用した一実施例を詳述する。
体検出装置に適用した一実施例を詳述する。
第1図は全体として流体検出装置を示し、検出回路部1
及び検出素子部2を有する。
及び検出素子部2を有する。
検出素子部2は、検出対象となる流体(この実施例の場
合風)の中に置かれ、その流速(すなわち風速)、及び
流体の流れる方向(すなわち風向)に対応するピックア
ップ出力を得るもので、第2図及び第3図に示す構成の
ものを通用し得る。
合風)の中に置かれ、その流速(すなわち風速)、及び
流体の流れる方向(すなわち風向)に対応するピックア
ップ出力を得るもので、第2図及び第3図に示す構成の
ものを通用し得る。
検出素子部2は、球体の上端部を水平方向に切り取って
除去したとほぼ同様の形状を有する検出器本体10を有
し、この検出器本体10が、上平面11を上向きにして
ボール12の先端に固着されている。
除去したとほぼ同様の形状を有する検出器本体10を有
し、この検出器本体10が、上平面11を上向きにして
ボール12の先端に固着されている。
検出器本体10の上平面11には、中心を通って互いに
直交するように延長する仮想線LLI及びL12上の外
縁部に4本の円柱状隆起13が形成され、各隆起13間
の空間及び上平面11によって、互いに直交する方向に
上平面10を通り抜ける十字路構成の流体通路14が形
成されている。
直交するように延長する仮想線LLI及びL12上の外
縁部に4本の円柱状隆起13が形成され、各隆起13間
の空間及び上平面11によって、互いに直交する方向に
上平面10を通り抜ける十字路構成の流体通路14が形
成されている。
かくして検出素子部2に水平方向の任意の方位から風が
吹いて来たとき、当該風をその方位に対応するように必
要に応じて隆起13によって分流させて流体通路14の
対応する岐路を通じて風が流れるようになされている。
吹いて来たとき、当該風をその方位に対応するように必
要に応じて隆起13によって分流させて流体通路14の
対応する岐路を通じて風が流れるようになされている。
なお隆起13の上端及び流体ill路14の外方端は、
流体の流れを乱さないように流線形状(例えばベルマウ
ス形状)に面とりされている。
流体の流れを乱さないように流線形状(例えばベルマウ
ス形状)に面とりされている。
このようにして流体通路14は、十字路の中心位置から
見て、北(これをNで表す)の方位に向う第1の岐路1
4Nと、南(これをSで表す)の方位に向う第2の岐路
14Sと、東(これをEで表す)の方位に向う岐路14
Eと、西(これをWで表す)の方位を向う第4の岐路1
4Wとで形成される。そしてNの方位から風が吹いて来
たとき、当該風は岐路14N及び14Sを通ってSの方
向へ流体通路14を吹き抜ける。また逆にSの方位から
風が吹いて来れば、これが岐路14S、14Nを通って
Nの方向へ吹き抜ける。同様にしてE又はWの方位から
風が吹いて来れば、これが岐路14E及び14Wを通っ
て西の方向へ吹き抜け、又は岐路14W及び14Eを通
って東の方向へ吹き抜ける。
見て、北(これをNで表す)の方位に向う第1の岐路1
4Nと、南(これをSで表す)の方位に向う第2の岐路
14Sと、東(これをEで表す)の方位に向う岐路14
Eと、西(これをWで表す)の方位を向う第4の岐路1
4Wとで形成される。そしてNの方位から風が吹いて来
たとき、当該風は岐路14N及び14Sを通ってSの方
向へ流体通路14を吹き抜ける。また逆にSの方位から
風が吹いて来れば、これが岐路14S、14Nを通って
Nの方向へ吹き抜ける。同様にしてE又はWの方位から
風が吹いて来れば、これが岐路14E及び14Wを通っ
て西の方向へ吹き抜け、又は岐路14W及び14Eを通
って東の方向へ吹き抜ける。
さらにこれら4つの方位の中間の方位の風が吹いて来た
場合には、これが隆起13によってその両側の岐路に分
けられることにより、風が隣り合う2つの岐路を通って
分流するようになされている。すなわち北東(NE)の
方位から風が吹いて来たときには、これが岐路14N及
び14Wの通路と、岐路14E及び14sの通路とを通
つ“ζ吹き抜ける。また南東<S E)の方位の風は、
岐路14E及び14Nと、14S及び14Wとを通って
吹き抜ける。また南西(SW)の方位の風は、岐路14
s及び14Eと、14W及び14Nとを通って吹き抜け
る。さらに北西(NW)の方位の風は、岐路14W及び
14Sと、14N及び14Eとを通って吹き抜ける。
場合には、これが隆起13によってその両側の岐路に分
けられることにより、風が隣り合う2つの岐路を通って
分流するようになされている。すなわち北東(NE)の
方位から風が吹いて来たときには、これが岐路14N及
び14Wの通路と、岐路14E及び14sの通路とを通
つ“ζ吹き抜ける。また南東<S E)の方位の風は、
岐路14E及び14Nと、14S及び14Wとを通って
吹き抜ける。また南西(SW)の方位の風は、岐路14
s及び14Eと、14W及び14Nとを通って吹き抜け
る。さらに北西(NW)の方位の風は、岐路14W及び
14Sと、14N及び14Eとを通って吹き抜ける。
かかる十字路構成の流体通路14の中心位置には、トラ
ンジスタでなる発熱素子QNが設けられ、かくして流体
通路14の中心位置を風が通ったとき、この発熱素子Q
HO熱を奪って下流側の岐路に運ぶようになされている
。
ンジスタでなる発熱素子QNが設けられ、かくして流体
通路14の中心位置を風が通ったとき、この発熱素子Q
HO熱を奪って下流側の岐路に運ぶようになされている
。
かかる構成に加えて、流体通路14の上平面11におい
て、発熱素子Q、を中心として各岐路14N、14E、
14S、14Wを見たとき、各岐路の半径Rの仮想円上
の位置にそれぞれ測定素子Q3、Qw、Q工、Qtが配
設されており、かくして発熱素子Qllにおいて発生し
た熱が風によって、半径Rの距離だけ離゛れた位置にあ
る測定素子Q3、Qo、QH,Qfに運ばれて来たとき
、各測定素子Q8、Q、4、QN、Q、から当該浬ばれ
て来た熱量に対応するピックアップ出力を得ることがで
きるようになされている。
て、発熱素子Q、を中心として各岐路14N、14E、
14S、14Wを見たとき、各岐路の半径Rの仮想円上
の位置にそれぞれ測定素子Q3、Qw、Q工、Qtが配
設されており、かくして発熱素子Qllにおいて発生し
た熱が風によって、半径Rの距離だけ離゛れた位置にあ
る測定素子Q3、Qo、QH,Qfに運ばれて来たとき
、各測定素子Q8、Q、4、QN、Q、から当該浬ばれ
て来た熱量に対応するピックアップ出力を得ることがで
きるようになされている。
発熱素子Q工は、第1図に示すように、検出回路部1に
設けられている定電流源21HH及び2IHBによって
間欠的に発熱するように駆動制御される。すなわち定電
流源21HBは、この定電流出力■、を常時発熱素子Q
、lのベースに流し込んでいる。これに対して、定電流
rX21■IHは、その定電流出力Ill (第4図
(B))をクロックパルス発生回路22の出力パルスC
L、K(第4図(A))によってその立上りパルス幅の
間だけ、発熱素子Q11のコレクタに流し込む。かくし
て発熱素子QIIは、ベース電流I、によって決まるコ
レクタ損失に相当する熱量を出力パルスCPの立上り幅
の間だけ、その繰返し周期の周期で発熱し、これにより
第4図(D)に示すように、発熱素子Q、の温度TEM
、が常温TAから間欠的に上昇することになる。
設けられている定電流源21HH及び2IHBによって
間欠的に発熱するように駆動制御される。すなわち定電
流源21HBは、この定電流出力■、を常時発熱素子Q
、lのベースに流し込んでいる。これに対して、定電流
rX21■IHは、その定電流出力Ill (第4図
(B))をクロックパルス発生回路22の出力パルスC
L、K(第4図(A))によってその立上りパルス幅の
間だけ、発熱素子Q11のコレクタに流し込む。かくし
て発熱素子QIIは、ベース電流I、によって決まるコ
レクタ損失に相当する熱量を出力パルスCPの立上り幅
の間だけ、その繰返し周期の周期で発熱し、これにより
第4図(D)に示すように、発熱素子Q、の温度TEM
、が常温TAから間欠的に上昇することになる。
これに対して測定素子QN 、Qt 、Qs 、Qwは
、それぞれベース及びコレクタを接続したいわゆるダイ
オード接続構成となされ、そのベースに検出回路部lに
設けられた定電流源23N、23E、23S、23Wか
ら定電流出力■7が流し込まれ、エミッタを通じてアー
スに流れる。
、それぞれベース及びコレクタを接続したいわゆるダイ
オード接続構成となされ、そのベースに検出回路部lに
設けられた定電流源23N、23E、23S、23Wか
ら定電流出力■7が流し込まれ、エミッタを通じてアー
スに流れる。
このようにダイオード接続された場合、測定素子Q、−
Q、のベース電圧は、接合温度(従って外囲温度)に応
じて、温度T E M s 〜T E M w (第
4図(El)〜(E4))が常温TAから上昇すればほ
ぼ直線的に低下するような特性を呈するような状態に制
御される。かくして測定素子QN〜Qwは、その外囲温
度が上昇すれば、これに応じてベース電圧が低下し、こ
のベース電圧の変化に対応して変化する温度ピックアッ
プ出力DTN、D T E 、D T s 、D Tw
を、それぞれ検出信号入力回路24N、24E、243
.24Wに送出する。
Q、のベース電圧は、接合温度(従って外囲温度)に応
じて、温度T E M s 〜T E M w (第
4図(El)〜(E4))が常温TAから上昇すればほ
ぼ直線的に低下するような特性を呈するような状態に制
御される。かくして測定素子QN〜Qwは、その外囲温
度が上昇すれば、これに応じてベース電圧が低下し、こ
のベース電圧の変化に対応して変化する温度ピックアッ
プ出力DTN、D T E 、D T s 、D Tw
を、それぞれ検出信号入力回路24N、24E、243
.24Wに送出する。
この検出信号入力回路24N〜24Wは、温度ピックア
ップ出力DT、〜DT、に対して所定のスレシホールド
レベル(対応する温度を第4図(E2)において符号T
Iで示す)を有する比較入力THLを受けて温度ピック
アップ出力DT、〜DT、と比較し、温度ピックアップ
出力DT、〜DT、が比較人力THLより低下したとき
論理「L」レベルに立ち下がる検出信号T、4〜Tい
(第4図(Fl)〜(F4))を移動時間信号形成回路
25N〜25Wに供給する。・ 移動時間信号形成回路25N〜25Wは、発熱素子QH
がパルス的に発熱動作したとき、その熱が風によって測
定素子Q、−QWの1つに運ばれながら移動して来たと
き、当該移動時間を表す移動時間信号T r M N〜
T I Mw (第4図(Gl)〜(G4))を発生
する。
ップ出力DT、〜DT、に対して所定のスレシホールド
レベル(対応する温度を第4図(E2)において符号T
Iで示す)を有する比較入力THLを受けて温度ピック
アップ出力DT、〜DT、と比較し、温度ピックアップ
出力DT、〜DT、が比較人力THLより低下したとき
論理「L」レベルに立ち下がる検出信号T、4〜Tい
(第4図(Fl)〜(F4))を移動時間信号形成回路
25N〜25Wに供給する。・ 移動時間信号形成回路25N〜25Wは、発熱素子QH
がパルス的に発熱動作したとき、その熱が風によって測
定素子Q、−QWの1つに運ばれながら移動して来たと
き、当該移動時間を表す移動時間信号T r M N〜
T I Mw (第4図(Gl)〜(G4))を発生
する。
移動時間信号形成回路25N〜25Wは、第5図に示す
ような真理値をもつJKフリップフロップ回路でなり、
百出力を移動時間信号TIM、〜TIMwとして送出す
る。移動時間信号形成回路25N〜25Wのリセット入
力端Rには、リセットパルス発生回路26においてクロ
ックパルスCLKが立ち上がるタイミングで発生される
リセットパルスR3(第4図(C))が与えられ、この
リセットパルスR3が論理rHJレヘレベ維持している
間、移動時間信号形成回路25N〜25Wがリセットさ
れることによりその−d−出力端に得られる移動時間信
号TIM、−TIM、を強制的に論理r HJレベルに
立ち上げさせる(第4図(G1)〜(04))。
ような真理値をもつJKフリップフロップ回路でなり、
百出力を移動時間信号TIM、〜TIMwとして送出す
る。移動時間信号形成回路25N〜25Wのリセット入
力端Rには、リセットパルス発生回路26においてクロ
ックパルスCLKが立ち上がるタイミングで発生される
リセットパルスR3(第4図(C))が与えられ、この
リセットパルスR3が論理rHJレヘレベ維持している
間、移動時間信号形成回路25N〜25Wがリセットさ
れることによりその−d−出力端に得られる移動時間信
号TIM、−TIM、を強制的に論理r HJレベルに
立ち上げさせる(第4図(G1)〜(04))。
この状態からリセットパルスRsが論理「L」レベルに
立ち下がると、移動時間信号形成回路25N〜25Wは
、その後クロック入力端CPに検出信号T、〜T、1が
到来してその論理レベルが「L」から「I]」に立ち下
がるまでの間、リセット状態を維持する。
立ち下がると、移動時間信号形成回路25N〜25Wは
、その後クロック入力端CPに検出信号T、〜T、1が
到来してその論理レベルが「L」から「I]」に立ち下
がるまでの間、リセット状態を維持する。
この状態において、やがて測定素子QH−Q、1からピ
ックアップ出力が得られて検出出力T、〜Thの論理レ
ベルが1旦rLJに立ち下がった後r HJに戻ると、
この立上りによって移動時間信号形成回路25N〜25
Wがセットされ、その百出力が論理rLJレベルに立ち
下がる。かくして移動時間信号形成回路25N〜25W
の移動時間に号TIMN−TIM、は、発熱素子Q、に
対する加熱が終了した時点(すなわち電流I 11が流
れなくなった時点)から、風に運ばれた熱が測定素子Q
N−Q、の位置を通過し終った時点までの間(従って発
熱素子Q、において発生した熱が測定素子Q8〜Q1の
位置に到達するまでの時間)、論理rHJレベルになる
。
ックアップ出力が得られて検出出力T、〜Thの論理レ
ベルが1旦rLJに立ち下がった後r HJに戻ると、
この立上りによって移動時間信号形成回路25N〜25
Wがセットされ、その百出力が論理rLJレベルに立ち
下がる。かくして移動時間信号形成回路25N〜25W
の移動時間に号TIMN−TIM、は、発熱素子Q、に
対する加熱が終了した時点(すなわち電流I 11が流
れなくなった時点)から、風に運ばれた熱が測定素子Q
N−Q、の位置を通過し終った時点までの間(従って発
熱素子Q、において発生した熱が測定素子Q8〜Q1の
位置に到達するまでの時間)、論理rHJレベルになる
。
その後、リセットパルス発生回路6のリセットパルスR
3が論理「Hjレベルに立ち上がる4ffiaになると
、移動時間信号形成回路25N〜25Wはリセットされ
て原状前に戻る。
3が論理「Hjレベルに立ち上がる4ffiaになると
、移動時間信号形成回路25N〜25Wはリセットされ
て原状前に戻る。
これに対して、リセットパルスR3によってリセットさ
れた後検出信号T N −T wが到来しない場合には
、移動時間信号形成回路25N〜25Wはセットされる
ことはないので、移動時間信号TIM、〜TIMPは論
理rHJレベルを維持する。
れた後検出信号T N −T wが到来しない場合には
、移動時間信号形成回路25N〜25Wはセットされる
ことはないので、移動時間信号TIM、〜TIMPは論
理rHJレベルを維持する。
移動時間信号T I MN〜TIM、はナントゲート回
路32N〜32Wにゲート信号として与えられ、移動時
間信号TIM、l〜TIM、が論理「H」レベルに立ち
上がっている間カウントパルス発生回路31のカウント
パルスC0NPを逆数カウンタ33N〜33Wにカウン
ト入力として与える。
路32N〜32Wにゲート信号として与えられ、移動時
間信号TIM、l〜TIM、が論理「H」レベルに立ち
上がっている間カウントパルス発生回路31のカウント
パルスC0NPを逆数カウンタ33N〜33Wにカウン
ト入力として与える。
逆数カウンタ33N〜33Wは、カウントパルスC0N
Pをカウントして、そのカウント結果の逆数を風速デー
タvH−v、として演算回路34に出力する。
Pをカウントして、そのカウント結果の逆数を風速デー
タvH−v、として演算回路34に出力する。
ここでゲート回路32N〜32Wを通って逆数カウンタ
33N〜33Wに到来するカウントパルスC0NPのパ
ルス数は、発熱素子Q、において発生された熱が距離R
だけ離れた位置にある測定素子Q、−Qwにそれぞれ移
動するまでの移動時間L H”’ L wを表している
。従って逆数カウンタ33N〜33Wは、到達したカウ
ントパルスC0NPのトータルパルス数の逆数によって
、発熱素子Q□において発生された熱が、発熱素子QH
からQ、−Q、に到達するまでの移動速度(従って風速
)v、、”−v−データを次式に基づいて求めることが
できる。
33N〜33Wに到来するカウントパルスC0NPのパ
ルス数は、発熱素子Q、において発生された熱が距離R
だけ離れた位置にある測定素子Q、−Qwにそれぞれ移
動するまでの移動時間L H”’ L wを表している
。従って逆数カウンタ33N〜33Wは、到達したカウ
ントパルスC0NPのトータルパルス数の逆数によって
、発熱素子Q□において発生された熱が、発熱素子QH
からQ、−Q、に到達するまでの移動速度(従って風速
)v、、”−v−データを次式に基づいて求めることが
できる。
L何
ところで風速データVN”−V、は、検出素子部2の流
体通路14を風が吹き抜けたとき、当該風のベクトルの
90”成分を表す。例えば風がEの方位から吹いている
ときには、逆数カウンタ33Eだけから速度データl/
Eが得られ、これにより、検出している風の向きはEで
あり、かつその風速は■、であると判断し得る。
体通路14を風が吹き抜けたとき、当該風のベクトルの
90”成分を表す。例えば風がEの方位から吹いている
ときには、逆数カウンタ33Eだけから速度データl/
Eが得られ、これにより、検出している風の向きはEで
あり、かつその風速は■、であると判断し得る。
これに対して北東の風が吹いているときには、逆数カウ
ンタ33NからNの方位のベクトル成分を表す風速デー
タVNが得られると共に、逆数カウンタ33EからEの
方位のベクトル成分を表す風速データV、が得られる。
ンタ33NからNの方位のベクトル成分を表す風速デー
タVNが得られると共に、逆数カウンタ33EからEの
方位のベクトル成分を表す風速データV、が得られる。
これにより検出すべき風の風向きは北東であり、かつ風
速は風速データv%及びV、をベクトル成分とする合成
ベクトルの絶対値として求めることができる。
速は風速データv%及びV、をベクトル成分とする合成
ベクトルの絶対値として求めることができる。
演算回路34は、風速データVll〜v、から、風向を
判定すると共に、次式 から風速Vを演算し、当該判定結果及び演算結果を風速
風向表示器35に送出して可視表示させる。
判定すると共に、次式 から風速Vを演算し、当該判定結果及び演算結果を風速
風向表示器35に送出して可視表示させる。
この実施例の場合逆数カウンタ33N〜33Wにはリセ
ットパルスR5が与えられ、これによりクロックパルス
の周期で繰返しカウント内容がリセットされる。かくし
てクロックパルスの各周期ごとに、風速風向の演算が実
行される。
ットパルスR5が与えられ、これによりクロックパルス
の周期で繰返しカウント内容がリセットされる。かくし
てクロックパルスの各周期ごとに、風速風向の演算が実
行される。
以上の構成において、クロックパルス発注回路22のク
ロックパルスCLK (第4図(A))が所定の周期で
間欠的に発生するごとに、発熱素子Q□は、定電流源2
1HBから流れ込むベース電流■、によって決まるコレ
クタ損失に相当する熱量を発生し、これにより発熱素子
Q、の温度T゛EM、(第4図(D))が間欠的に所定
の周期でパルス的に上昇する。
ロックパルスCLK (第4図(A))が所定の周期で
間欠的に発生するごとに、発熱素子Q□は、定電流源2
1HBから流れ込むベース電流■、によって決まるコレ
クタ損失に相当する熱量を発生し、これにより発熱素子
Q、の温度T゛EM、(第4図(D))が間欠的に所定
の周期でパルス的に上昇する。
この発熱素子Q、において発生された熱の一部は、検出
素子部2(第2図及び第3図)の流体通路14を通る流
体(この実施例の場合風)に奪われて、当該熱が風と共
に下流側の岐路に移動して行く。
素子部2(第2図及び第3図)の流体通路14を通る流
体(この実施例の場合風)に奪われて、当該熱が風と共
に下流側の岐路に移動して行く。
この熱の移動速度及び方向は、流体通路14に吹き込む
風の風速及び風向に対応している。従って、風速に相当
する時間だけ経過した後、発熱素子Q8から距離Rの位
置にある下流側の検出素子Q、〜Q、に、風によって運
ばれた熱が到来するごとにより、当該下流側の測定素子
Q s ”’ Q hの温度T E M N −T E
M w (第4図(El)〜(E4))が間欠的か
つパルス的に上昇する。
風の風速及び風向に対応している。従って、風速に相当
する時間だけ経過した後、発熱素子Q8から距離Rの位
置にある下流側の検出素子Q、〜Q、に、風によって運
ばれた熱が到来するごとにより、当該下流側の測定素子
Q s ”’ Q hの温度T E M N −T E
M w (第4図(El)〜(E4))が間欠的か
つパルス的に上昇する。
ここで風の向きがEであれば、発熱素子Q、の風下にあ
る測定素子QEの温度TEMi (第4図(E2))
が常温TAから上昇し、これに対してその他の測定素子
T E MN 、 T E Ms 、T E Ff11
+、+には変化が生じない。
る測定素子QEの温度TEMi (第4図(E2))
が常温TAから上昇し、これに対してその他の測定素子
T E MN 、 T E Ms 、T E Ff11
+、+には変化が生じない。
この結果風下にある測定素子Q、−Qwに対応する検出
信号入力回路24N〜24Wから移動して来た熱に対応
して論理rLJレベルに立ち下がる検出信号TN ”’
TW (第4図(Fl) 〜(F4))が得られ、そ
の検出信号T N” T wによって移動時間信号形成
回路25N〜25Wを駆動する。
信号入力回路24N〜24Wから移動して来た熱に対応
して論理rLJレベルに立ち下がる検出信号TN ”’
TW (第4図(Fl) 〜(F4))が得られ、そ
の検出信号T N” T wによって移動時間信号形成
回路25N〜25Wを駆動する。
かくして風の移動時間に相当する時間の間論理rLJレ
ベルに立ち下がる移動時間信号TIM。
ベルに立ち下がる移動時間信号TIM。
〜TrMw(第4図(Gl)〜(G4))を発生する。
この結果、風下にある測定素子Qtに対応するゲート回
路32Eを通じて逆数カウンタ33Eがカウント動作す
ることにより、風速を表す風速データV、が演算回路3
4に送出される。このときその他の逆数カウンタ33N
、33S、33Wからは風速データVNSvs 、■□
は送出されないので、風向はEであることが分かる。
路32Eを通じて逆数カウンタ33Eがカウント動作す
ることにより、風速を表す風速データV、が演算回路3
4に送出される。このときその他の逆数カウンタ33N
、33S、33Wからは風速データVNSvs 、■□
は送出されないので、風向はEであることが分かる。
風速風向演算回路34は、これらの風速データVN〜v
1.lに基づいて風速についてベクトル演算を実行し、
その演算結果を風速風向表示器35上に表示する。
1.lに基づいて風速についてベクトル演算を実行し、
その演算結果を風速風向表示器35上に表示する。
上述の場合はEの風向をもつ風が吹いた場合の動作を示
したが、中間の方位例えば北東の風が吹いた場合には、
QE及びG2にそれぞれ熱の移動が生じ、その移動時間
は、発熱素子Q、Iから各測定素子QE及びQNに向か
って吹く風の成分の速度に対応する値になる。従って当
該風速に対応する風速データが逆数カウンタ33N及び
33Hに風速データvN及びV。として得られ、演算回
路34は、これら2つの風速データv8及びvEを互い
に直交するベクトル成分としてベクトル績算を実行する
ことにより、現在吹いている風の風向及び風速を演算し
て風速風向表示器35に表示する。
したが、中間の方位例えば北東の風が吹いた場合には、
QE及びG2にそれぞれ熱の移動が生じ、その移動時間
は、発熱素子Q、Iから各測定素子QE及びQNに向か
って吹く風の成分の速度に対応する値になる。従って当
該風速に対応する風速データが逆数カウンタ33N及び
33Hに風速データvN及びV。として得られ、演算回
路34は、これら2つの風速データv8及びvEを互い
に直交するベクトル成分としてベクトル績算を実行する
ことにより、現在吹いている風の風向及び風速を演算し
て風速風向表示器35に表示する。
このように上述の実施例によれば、検出すべき風の風速
及び風向を、発熱素子Q、lにおいて間欠的、かつパル
ス的に発生させた熱を下流側の測定素子Q N ””
Q wに移動するまでの移動時間に基づいて、風速及び
風向を確実に検出することができる。かくするにつき、
熱が風によって移動される移動時間は検出素子部2が設
けられている位置の気温に依存しないことにより、測定
結果として得られる風速及び風向は、気温の影響を受け
ないようにできる。
及び風向を、発熱素子Q、lにおいて間欠的、かつパル
ス的に発生させた熱を下流側の測定素子Q N ””
Q wに移動するまでの移動時間に基づいて、風速及び
風向を確実に検出することができる。かくするにつき、
熱が風によって移動される移動時間は検出素子部2が設
けられている位置の気温に依存しないことにより、測定
結果として得られる風速及び風向は、気温の影響を受け
ないようにできる。
従って従来の場合のように外囲温度によって測定結果を
補正するための構成を必要とせず、この分従来の場合と
比較して、全体としての構成が簡易な流体検出装置を得
ることができる。
補正するための構成を必要とせず、この分従来の場合と
比較して、全体としての構成が簡易な流体検出装置を得
ることができる。
なお上述の実施例においては、流体として風を測定する
場合について述べたが、その他の気体、流体についても
上述の場合と同様にして流体の流速及び流れる方向を確
実に検出することができる。
場合について述べたが、その他の気体、流体についても
上述の場合と同様にして流体の流速及び流れる方向を確
実に検出することができる。
また上述の実施例においては、発熱素子Q、を中心とし
て全ての方位に亘って流体の流れる向きを検出するよう
にした場合について述べたが、流体通路14が一線上に
限定されているような場合には、流体の流れる方向は正
逆2方向になるが、このような場合には、発熱素子Q、
に対してこれを挟んで対向する位置に2つの測定素子を
設けるようにすれば良い。このようにしても流体の流速
及びその方向(正又は逆方向)の検出を確実になし得る
流体検出装置を得ることができる。
て全ての方位に亘って流体の流れる向きを検出するよう
にした場合について述べたが、流体通路14が一線上に
限定されているような場合には、流体の流れる方向は正
逆2方向になるが、このような場合には、発熱素子Q、
に対してこれを挟んで対向する位置に2つの測定素子を
設けるようにすれば良い。このようにしても流体の流速
及びその方向(正又は逆方向)の検出を確実になし得る
流体検出装置を得ることができる。
またこの場合に流体の流れる方向が正又は逆方向の一つ
である場合には、流体の流れの方向を検出する必要はな
くなるが、この場合の流速の測定は、上述の場合と同様
にしてなし得る。
である場合には、流体の流れの方向を検出する必要はな
くなるが、この場合の流速の測定は、上述の場合と同様
にしてなし得る。
さらに上述の実施例においては、検出素子部2として第
2図及び第3図の構成のものを用いたが、これに限らず
種々の構成のものを用い得る。
2図及び第3図の構成のものを用いたが、これに限らず
種々の構成のものを用い得る。
上述のように本発明によれば、従来の場合と比較して簡
易な構成によって高い精度で流体を検出し得る流体検出
装置を容品に実現し得る。
易な構成によって高い精度で流体を検出し得る流体検出
装置を容品に実現し得る。
第1図は本発明による流体検出装置の一実施例を示す接
続図、第2図及び第3図はその流体検出部の機械的構成
を示す斜視図及び平面図、第4図は第1図の各部の信号
を示す信号波形図、第5図は第1図の移動時間信号形成
回路の真理値を示す図表である。 l・・・・・・検出回路部、2・・・・・・検出素子部
、lO・・・・・・検出器本体、14・・・・・・流体
通路、22・・・・・・クロックパルス発生回路、24
N〜24W・・・・・・検出信号入力回路、25N〜2
5W・・・・・・移動時間信号形成回路、31・・・・
・・カウントパルス発生回路、32N〜32W・・・・
・・ゲート回路、33N〜33W・・・・・・逆数カウ
ンタ、34・・・・・・風速風向演算回路、35・・・
・・・風速風向表示器、Q、・・・・・・発熱素子、Q
N〜Q、・・・・・・測定素子。
続図、第2図及び第3図はその流体検出部の機械的構成
を示す斜視図及び平面図、第4図は第1図の各部の信号
を示す信号波形図、第5図は第1図の移動時間信号形成
回路の真理値を示す図表である。 l・・・・・・検出回路部、2・・・・・・検出素子部
、lO・・・・・・検出器本体、14・・・・・・流体
通路、22・・・・・・クロックパルス発生回路、24
N〜24W・・・・・・検出信号入力回路、25N〜2
5W・・・・・・移動時間信号形成回路、31・・・・
・・カウントパルス発生回路、32N〜32W・・・・
・・ゲート回路、33N〜33W・・・・・・逆数カウ
ンタ、34・・・・・・風速風向演算回路、35・・・
・・・風速風向表示器、Q、・・・・・・発熱素子、Q
N〜Q、・・・・・・測定素子。
Claims (2)
- (1)流体の流れに対して上流位置に配設された発熱素
子と、この発熱素子の下流位置に配設された測定素子と
を有する検出素子部と、 上記発熱素子を間欠的かつパルス的に発熱させて当該熱
を流体によつて上記測定素子の位置に移動させるように
し、上記測定素子のピックアップ出力に基づいて上記発
熱素子及び上記測定素子間の上記熱の移動時間を検出す
ることにより、上記流体の流速を算定する検出回路部と を具えることを特徴とする流体検出装置。 - (2)流体の流れに対して上流位置に配設された発熱素
子と、この発熱素子の下流位置に配設された複数の測定
素子とを有する検出素子部と、 上記発熱素子を間欠的かつパルス的に発熱させて当該熱
を流体によつて上記測定素子の位置に移動させるように
し、上記測定素子のピックアップ出力に基づいて上記流
体の流れる方向を判定する検出回路部と を具えることを特徴とする流体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22143685A JPS6281571A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 流体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22143685A JPS6281571A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 流体検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281571A true JPS6281571A (ja) | 1987-04-15 |
Family
ID=16766710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22143685A Pending JPS6281571A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 流体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281571A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160788A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-11 | Meisei Electric Co Ltd | 地下水の流向、流速測定方法及び装置 |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP22143685A patent/JPS6281571A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160788A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-11 | Meisei Electric Co Ltd | 地下水の流向、流速測定方法及び装置 |
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