JP3032513U - 熱線風速計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一機の計測器本体で、同一種類の測定用プロー
ブ間、または異なった測定用プローブ間の互換性がはか
られ、かつ測定誤差を可及的に少なくすることができる
ようにすること。 【解決手段】単一または異なった複数の測定用プローブ
に、それぞれの測定用プローブにおける風速と出力電圧
の関係を示す特性曲線を近似直線に補正するプリアンプ
を設け、かつ測定用プローブの前記特性曲線補正回路の
補正点を最大値点および最小値点を含めて少なくとも３
か所以上の複数か所設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は作業環境、ビル管理などに用いる定温度差式風速計に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

近年、定温度差式の熱線風速計（以下「熱線風速計」という。）は、作業環境 やビル管理のみならず、建築空調関係、クリーンルーム、航空工学など広範囲な 分野にわたって普及しており、それだけに熱線風速計としてはその精度や操作性 、あるいは故障した場合の対応等への適応性が求められている。 従来の熱線風速計としては、図１１に記載されているもののように、帰還増幅器 ３０を備えたブリッジ回路３１からなる風速センサｄの一端が増幅器３２を介し てＡ／Ｄ変換器３３に接続され、かつ温度センサｅが増幅器３４を介してＡ／Ｄ 変換器３３に接続されるとともに、Ａ／Ｄ変換器３３からの出力は、入力インタ ーフェイス３５を介して演算手段３６および風速値読出手段３７を有する中央演 算処理装置３８に与えられ、中央演算処理装置３８には風速・出力電圧の特性曲 線またはその変換演算式を記憶するメモリ３９が接続されるとともに、中央演算 処理装置３８の出力は出力インターフェイス４０を介して表示器４１に与えられ 、表示器４１で温度と風速を同時に表示するものがある（特開平４−３３２８６ ７号公報参照）。 そして、その具体的装置としては、図示していないが、風速センサｄと温度セン サｅを備えた検出部、検出部の信号を伝達するケーブル、ケーブルと計測器本体 とを接続するコネクタとからなる測定用プローブと、測定用プローブからの信号 を処理しかつ表示する計測器本体とからなっている。また、測定用プローブは風 速の測定目的や測定個所に応じた各種形状のものがあり、それぞれの測定用プロ ーブに対応して、それぞれ専用の計測器本体と組合せで使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】 前記従来の技術における熱線風速計では、測定目的や測定個所に応じて測定用 プローブを選択し、それに応じた計測器本体を用意する必要があり、一機一様の 使用に限定され、一機の計測器本体に対し、同種測定用プローブ間および異種測 定用プローブ間に互換性がないという問題点があった。 すなわち、図７乃至図１０は代表的な測定用プローブの先端部の形状であり、図 ７はキールタイプ、図８はオーバルタイプ、図９はポーラスタイプ、図１０はボ ールタイプと呼ばれているもので、キールタイプの測定用プローブは、筒状の支 持棒１の上端部に両側面が開放された水平の筒状ガイド２が設けられ、その中に 風速を測定するセンサ３が設けられており、主として建築関係やクリーンルーム 等の低風速域での高精度な気流測定に使用されている。 オーバルタイプの測定用プローブは、上端面が閉塞された筒状の支持棒１の先端 部の直径方向に、１対の縦長の窓４が対向して開口され、その中に風速を測定す るセンサ３が設けられており、主として低風速域から高風速域までの幅広い風速 の測定に使用されている。 ポーラスタイプの測定用プローブは、上端面が閉塞された筒状の支持棒１の先端 部周面に小孔５が多数穿設され、その内部にセンサ３が配設されており、主とし て高風速域での測定に使用されている。 ボールタイプの測定用プローブは、上端面が円錐上に形成された筒状の支持棒１ の上端部中心に細い柱６を立て、その先端に小球状のセンサ３が設けられており 、全方向からの風速の測定に使用されている。

【０００４】 したがって、これらの中から用途に応じて測定用プローブとその専用の計測器 本体とを選択するが、測定用プローブと計測器本体は必ず１対で使用され、仮に 測定用プローブが破損し、測定用プローブの交換の必要性が生じた場合、計測器 本体と対応する測定用プローブが同一のタイプであっても、測定用プローブの交 換は容易ではない。まして異種測定用プローブ間の互換性は全くなかった。

【０００５】 すなわち、測定用プローブは形状やセンサの材質等が異なるため、放熱係数が それぞれ異なり、風速と出力電圧の関係を示す特性曲線も測定用プローブ毎にそ れぞれ異なるからで、通常これらの場合には、校正設備を有する製造元や校正機 関等へ測定用プローブとその専用の計測器本体を共に送付し、測定用プローブの 交換と、計測器本体との校正をしなければならないという故障時の対応に煩瑣性 を有していた。また、前記従来の技術における風速計では、測定用プローブと計 測器本体とを組合せ、測定用プローブの出力電圧値を計測器本体のメモリとして あらかじめ記憶させ、これを測定時の測定用プローブの出力電圧値に対応して呼 出し、風速値として演算するが、風速と出力電圧値の関係は式１で表わされる。

【０００６】

【式１】 そしてこの特性曲線は図５に示されるように、上に凸の曲線となる。したがっ て、測定範囲の中間点付近の測定などでは測定誤差が大きくなるという問題点が あった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記従来におけるような測定用プローブと計測器本体との関係が固 定されたものではなく、同一種類の測定用プローブのみならず、一機の計測器本 体で異なった種類の測定用プローブとも組合せ、測定できる熱線風速計を得るこ とを目的としたもので、熱線風速計における単一または異なった複数の測定用プ ローブに、測定用プローブの出力と電圧の関係を示す特性曲線を、直線に近い曲 線に補正するプリアンプが設けられ、かつ測定用プローブの特性曲線補正回路の 補正点を最大値点および最小値点を含めて少なくとも３か所以上の複数か所設け られるとともに、測定用プローブにおけるコネクタのピンが複数設けられ、この ピンと対応して計測器本体のレセプタクルが設けられ、コネクタのピンの通電位 置が、複数の異なった測定用プローブ毎に異ならしめたことを特徴としている。

【０００８】 このように、測定用プローブの特性曲線を補正するプリアンプを測定用プロー ブに設け、かつ測定用プローブの特性曲線補正回路の補正点を複数設けることに より、一機の計測器本体で同一種類の測定用プローブ間、または異なった測定用 プローブ間の互換性がはかられ、かつ測定誤差を可及的に少なくすることができ るようになる。

【０００９】

【考案の実施の形態】

本考案の熱線風速計は、風速を検知するセンサ、センサからの信号を伝達する ケーブル、ケーブルと計測器本体とを接続するコネクタとからなる単一または異 なった複数の測定用プローブと、測定用プローブのコネクタが接続されるレセプ タクル部を備え、測定用プローブからの信号を処理し、その測定値を表示する計 測器本体とからなっている。

【００１０】 そして上記測定用プローブのコネクタには、測定用プローブの出力と電圧の関 係を示す特性曲線を、直線に近い曲線に補正するプリアンプが設けられており、 かつこの測定用プローブの特性曲線補正回路の補正点は最大値点および最小値点 を含めて少なくとも３か所以上の複数か所、好ましくは最大値点および最小値点 の中間において３か所以上設けられることが好ましい。上記プリアンプはセンサ の支持棒や把持部等測定用プローブ側であれば何処に設けてもよいが、機器の構 成および取扱上はコネクタ内に設けた方が好ましい。

【００１１】 前記計測器本体では、各種測定用プローブの種類、または補正出力を識別する レセプタクル部を有しており、レセプタクル部で識別・選択されたプリアンプか らのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換されて中央演算 処理装置に入力される。中央演算処理装置では、あらかじめ各種測定用プローブ 毎の補正曲線を直線化するための演算式が記憶・登録されている読み出し専用メ モリから、入力された信号に対応する測定用プローブの演算式を読み出し、流速 に応じたディジタル信号出力が演算処理されて直線化され、その処理された信号 の数値が表示器に表示される。

【００１２】 上記各種測定用プローブの種類および補正出力を識別する手段としては、公知 のどのような手段を用いても良いが、測定用プローブの判別と計測器本体側のメ モリーの呼出しを容易にするには、測定用プローブのコネクタのピンを複数設け 、このピンと対応して複数のレセプタクルを計測器本体に設け、このピンとレセ プタクルの通電位置を測定用プローブ毎に異ならしめるとよい。

【００１３】

【実施例】

図について本考案に係る熱線風速計の実施例を説明する。 図１は全体の構成を示すブロック図、図２は測定用プローブと計測器本体とから なる図１の装置の説明図、図３はコネクタのピン部の説明図、図４は計測器本体 のレセプタクル部の説明図、図５は風速と出力電圧の関係を示す特性曲線図、図 ６は補正された図５の特性曲線図である。

【００１４】 図２乃至図４において、測定用プローブＡの検出部は、前記従来のキールタイ プの測定用プローブにおける検出部と同一の構成からなり、支持棒１の把持部７ とコネクタ８とがケーブル９で接続され、コネクタ８内に後述のプリアンプ１０ が内蔵されている。計測器本体Ｂは、測定用プローブＡのコネクタ８のピン部１ １が接続されるレセプタクル部１２を有し、かつデータの表示部１３および各種 スイッチ部１４を備えている。コネクタ８のピン部１１には多数のピン１１ａが 設けられており、計測器本体Ｂのレセプタクル部１２にはこのピン１１ａと対向 して同数のレセプタクル１２ａが設けられている。そして、コネクタ８の多数の ピン１１ａ中の通電位置は、測定用プローブＡの種類毎に異ならせ、コネクタ８ を接続することのみで計測器本体Ｂ側で測定用プローブＡの種類と特性曲線の補 正出力を判別できるようにしている。

【００１５】 図１乃至図６について、測定用プローブＡ側と計測器本体Ｂ側の回路の説明を する。測定用プローブＡ側は、流速検出用の白金素子１５、温度依存抵抗１６、 および抵抗１７、抵抗１８によってブリッジ回路Ｃが形成され、ブリッジ回路Ｃ の両端の出力は増幅器１９に入り、この増幅器１９で流速検出用の白金素子１５ の発熱量から流れによる放熱量分の電力が補填されるよう常に監視し、補填分を 補うようブリッジ回路Ｃに帰還される。また、このブリッジ回路Ｃからの信号が 流速の変化に対する電気信号出力となり、増幅器２０で増幅される。このときこ の電気信号出力は、流速との相関関係を示す図５に示されるような特性曲線とな る。

【００１６】 この電気信号出力は、プリアンプ２１に入力される。プリアンプ２１は、前記 の特性曲線内で最小値ａと最大値ｂを含めて５点の補正点ｃを構成し、これによ って補正された補正曲線に変換される回路（ＢＳＬ補正回路）からなる。 補正曲線に変換された流速出力は、測定用プローブＡ側のピン１１ａと計測器本 体Ｂ側のレセプタクル１２ａを経て計測器本体Ｂ側に入る。このピン１１ａとレ セプタクル１２ａには、前記したようにそれぞれのピン１１ａに異なる測定用プ ローブＡまたは補正曲線に相対した番地（通電位置）が割り付けられており、異 なる測定用プローブＡを計測器本体Ｂに接続した際には、このピン１１ａへの割 り付け番地との照合で、測定用プローブＡの種類または補正出力を識別できるよ うになっている。

【００１７】 レセプタクル部１２で識別・選択されたプリアンプからのアナログ信号はＡ／ Ｄ変換器２２によりディジタル信号に変換されて中央演算処理装置２３に入力さ れる。中央演算処理装置２３では、あらかじめ各種測定用プローブ毎の補正曲線 を直線化するための演算式が記憶・登録されている読み出し専用メモリ２４から 、入力された信号に対応する測定用プローブの演算式を読み出し、流速に応じた ディジタル信号出力が演算処理されて直線化され、その処理された信号の数値が 表示器２５に表示される。 また、中央演算処理装置２３には、通常のアナログ記録計等に記録可能とするた めのＤ／Ａ変換器２６、およびプリンタまたはコンピュータ接続用のディジタル 専用出力回路２７が設けられている。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したような形態で実施されるため、以下に記載されるよう な効果を奏する。 測定用プローブに風速と出力電圧の関係を示す特性曲線を近似直線に補正するプ リアンプが設けられていることにより、測定用プローブが故障したり、破毀損し た場合には測定用プローブのみを交換すればよく、計測器本体とともに校正する 必要がないので、装置の保守が容易であり、時間と費用の節減に役立つ。

【００１９】 プリアンプの前記特性曲線補正回路における補正点が最大値点および最小値点 を含めて少なくとも３か所以上の複数か所設けられていることにより、測定用プ ローブ固有の前記特性曲線が直線に近い曲線となるので、この補正点の数を多く 設けることにより測定誤差を可及的に少なくし、測定精度を著しく高められる。

【００２０】 測定用プローブにおけるコネクタのピンが複数設けられ、このピンと対応して 計測器本体のレセプタクルが設けられ、コネクタのピンの通電位置を、複数の異 なった測定用プローブ毎に異ならしめることにより、計測器本体側における測定 用プローブの判別とメモリーの呼び出しが容易となり、かつ複数の測定用プロー ブを１台の計測器本体で使用できて、互換性に富み、各種風速の測定が簡便かつ 安価に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱線風速計の実施例で、全体の構
成を示すブロック図である。

【図２】測定用プローブと計測器本体とからなる図１の
装置の全体の説明図である。

【図３】測定用プローブのコネクタのピン部の端面図で
ある。

【図４】計測器本体のレセプタクル部の端面図である。

【図５】風速と出力電圧の関係を示す特性曲線図であ
る。

【図６】複数点で補正された出力電圧と風速との関係を
示す特性曲線図である。

【図７】キールタイプの測定用プローブの先端部の拡大
説明図である。

【図８】オーバルタイプの測定用プローブの先端部の拡
大説明図である。

【図９】ポーラスタイプの測定用プローブの先端部の拡
大説明図である。

【図１０】ボールタイプの測定用プローブの先端部の拡
大説明図である。

【図１１】従来の熱線風速計の全体の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

８：コネクタ １０：プリアンプ １１ａ：ピン １２ａ：レセプタクル ａ：最大値点 ｂ：最小値点 ｃ：補正点 Ａ：測定用プローブ Ｂ：計測器本体

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 ８：コネクタ １０：プリアンプ １１ａ：ピン １２ａ：レセプタクル ａ：最小値点 ｂ：最大値点 ｃ：補正点 Ａ：測定用プローブ Ｂ：計測器本体

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】定温度差式熱線風速計における測定用プロ
   ーブ（Ａ）に、測定用プローブ（Ａ）の出力と電圧の関
   係を示す特性曲線を、近似直線に補正するプリアンプ
   （１０）が設けられたことを特徴とする熱線風速計。
2. 【請求項２】測定用プローブ（Ａ）が、異なった種類の
   複数の測定用プローブ（Ａ）であり、それぞれの測定用
   プローブ（Ａ）に、それぞれの測定用プローブ（Ａ）の
   前記特性曲線を近似直線に補正するプリアンプ（１０）
   が設けられた請求項１記載の熱線風速計。
3. 【請求項３】プリアンプ（１０）の前記特性曲線補正回
   路における補正点（ｃ）が最大値点（ａ）および最小値
   点（ｂ）を含めて少なくとも３か所以上の複数か所設け
   られた請求項１および請求項２いずれかに記載の熱線風
   速計。
4. 【請求項４】測定用プローブ（Ａ）におけるコネクタ
   （８）のピン（１１ａ）が複数設けられ、このピン（１
   １ａ）と対応して計測器本体（Ｂ）のレセプタクル（１
   ２ａ）が設けられるとともに、コネクタ（８）のピン
   （１１ａ）の通電位置が、複数の異なった測定用プロー
   ブ（Ａ）毎に異ならしめた請求項２および請求項３いず
   れかに記載の熱線風速計。