JPS60111165A - 流速計測装置 - Google Patents
流速計測装置Info
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- JPS60111165A JPS60111165A JP21928183A JP21928183A JPS60111165A JP S60111165 A JPS60111165 A JP S60111165A JP 21928183 A JP21928183 A JP 21928183A JP 21928183 A JP21928183 A JP 21928183A JP S60111165 A JPS60111165 A JP S60111165A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/18—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01P5/20—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the time taken to traverse a fixed distance using particles entrained by a fluid stream
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- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
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】
技術分野］
本発明は、走行体や構築物等に対する流体の流分布を計
測する流速計測装置に関する。
測する流速計測装置に関する。
前景技術］
一般に、船舶や自動車等の走行体の走行に伴つ主しる流
体の後流流速分布、或いは橋や建物等膓築物によって生
じる流体の後流流速分布を計する場合、従来は１つの流
速計を必要な計測面にトラバースして流速分布を得てい
た。しかじから、このような計測方法は、計測時間がか
が上、測定時点にずれを生じることから計測面内全ての
計測点において同時点の流速分布を得るとは極めて困難
であった。
体の後流流速分布、或いは橋や建物等膓築物によって生
じる流体の後流流速分布を計する場合、従来は１つの流
速計を必要な計測面にトラバースして流速分布を得てい
た。しかじから、このような計測方法は、計測時間がか
が上、測定時点にずれを生じることから計測面内全ての
計測点において同時点の流速分布を得るとは極めて困難
であった。
そこで、この点を解決する方法として、必要な側面内に
多数の流速計を配置し、これらの流速計によって後流流
速分布を同時に得る方法か知られている。しかしながら
、この方法では、多数の流速計が必要であるばかりでな
く、各流速計の感度をそれぞれに調整する等、膨大な手
間と時間がかかるという問題がある。特に、この方法で
は、流速計自身が流体の流れを乱す場合が多い。
多数の流速計を配置し、これらの流速計によって後流流
速分布を同時に得る方法か知られている。しかしながら
、この方法では、多数の流速計が必要であるばかりでな
く、各流速計の感度をそれぞれに調整する等、膨大な手
間と時間がかかるという問題がある。特に、この方法で
は、流速計自身が流体の流れを乱す場合が多い。
［発明の目的］
ここにおいて、本発明の目的は、必要な計測面内の流速
分布を短時間に、かつ正確に計測する流速計測装置を提
供することにある。
分布を短時間に、かつ正確に計測する流速計測装置を提
供することにある。
［発明の構成コ
そのため、本発明では、流体の流れ方向に沿って互いに
平行な一対の光ビーノ・を、流体の流れ方向に対して直
角方向へ走査させる光走査手段と、この光走査手段によ
って一対の光ビームが、走査された際、流体中に含まれ
る微粒子が一対の光ビームを通過したときに発する散乱
光を受光し、それを電気信号として検出する光電変換手
段と、この光電変換手段によって微粒子が一対の光ビー
ム間を通過したときに検出される散乱光の時間間隔およ
び一対の光ビーム間の距離から光ビームの走査範囲内の
各点における流速を演算する演算処理手段とを備える構
成により、上記目的を達成しようとするものである。
平行な一対の光ビーノ・を、流体の流れ方向に対して直
角方向へ走査させる光走査手段と、この光走査手段によ
って一対の光ビームが、走査された際、流体中に含まれ
る微粒子が一対の光ビームを通過したときに発する散乱
光を受光し、それを電気信号として検出する光電変換手
段と、この光電変換手段によって微粒子が一対の光ビー
ム間を通過したときに検出される散乱光の時間間隔およ
び一対の光ビーム間の距離から光ビームの走査範囲内の
各点における流速を演算する演算処理手段とを備える構
成により、上記目的を達成しようとするものである。
［実施例］
第１図は本流速計測装置の原理を示している。
同図において、レーザ光源ｌから出射されたレーザ光は
、光ファイバ２を介してレーザ投光器３へ伝送される。
、光ファイバ２を介してレーザ投光器３へ伝送される。
レーザ投光器３は、光走査手段としての回動装置４に支
持され、前記レーザ光源１からのレーザ光を流体５の流
れ方向に沿って互いに平行な一対の光ビームとして流体
５へ連続的または断続的に照射させる。前記回動装置４
は、前記レーザ投光器３からの一対の光ビームが流体５
の流れ方向に対して直角方向へ走査されるように、レー
ザ投光器３を流体５の流れ方向と平行な軸を中心として
回動させるようになっている。
持され、前記レーザ光源１からのレーザ光を流体５の流
れ方向に沿って互いに平行な一対の光ビームとして流体
５へ連続的または断続的に照射させる。前記回動装置４
は、前記レーザ投光器３からの一対の光ビームが流体５
の流れ方向に対して直角方向へ走査されるように、レー
ザ投光器３を流体５の流れ方向と平行な軸を中心として
回動させるようになっている。
一方、レーザ投光器３からの一対の光ビームが走査され
る計測面６，７に対して流体５の後流側には、流体５中
に含まれる塵等の微粒子が一対の光ビームを通過したと
きに発する散乱光を受光し、それを電気信号として検出
する光電変換手段としての受像器１１が配置されている
。受像器１１は、前記計測面６，７内において、微粒子
が発する散乱光を集光レンズ１２によって集光した後、
受光板１３で検知する。受光板１３は、高密度集積され
た多数の電荷結合朱子Ｃ（Ｄによって構成されている。
る計測面６，７に対して流体５の後流側には、流体５中
に含まれる塵等の微粒子が一対の光ビームを通過したと
きに発する散乱光を受光し、それを電気信号として検出
する光電変換手段としての受像器１１が配置されている
。受像器１１は、前記計測面６，７内において、微粒子
が発する散乱光を集光レンズ１２によって集光した後、
受光板１３で検知する。受光板１３は、高密度集積され
た多数の電荷結合朱子Ｃ（Ｄによって構成されている。
各電荷結合素子ＣＣＯは、前記計測面６，７を格子状に
分割した各計測部位にそれぞれ対応して配置され、その
対応する計測部位からの散乱光を受光し、その受光信号
を演算処理手段としてのコンピュータ２１へ与える。
分割した各計測部位にそれぞれ対応して配置され、その
対応する計測部位からの散乱光を受光し、その受光信号
を演算処理手段としてのコンピュータ２１へ与える。
コンピュータ２１は、前記受光板１３を構成する各電荷
結合素子ＣＣＤからの受光信号を一定時間毎に取込み、
内部メモリ２２へ順次格納するとともに、内部メモリ２
２に格納された同一の電荷結合素子ＣＧ［からの受光信
号の時間間隔を算出し、この時間間隔と予めキーボード
２３から入力された光ビーム間の距離とによって計測面
６，７内の各計測部位における流速を夫々算出し、それ
らをＣＲＴ ２４へ図示化、例えば各計測部位の座標に
対して流速を棒グラフ状に表示させる。
結合素子ＣＣＤからの受光信号を一定時間毎に取込み、
内部メモリ２２へ順次格納するとともに、内部メモリ２
２に格納された同一の電荷結合素子ＣＧ［からの受光信
号の時間間隔を算出し、この時間間隔と予めキーボード
２３から入力された光ビーム間の距離とによって計測面
６，７内の各計測部位における流速を夫々算出し、それ
らをＣＲＴ ２４へ図示化、例えば各計測部位の座標に
対して流速を棒グラフ状に表示させる。
いま、レーザ投光器３からの一対の光ビームが計測面６
，７のある任意の走査位置にある状態において、流体５
中に含まれる微粒子が例えば距離ΔＬはなれた一対の光
ビーム間を速度Ｖで通過すると、その微粒子はΔＴ−Δ
Ｌ ／ ｖの時間差をもって散乱光を発する。すると、
両数乱光は時間差ΔＴをもって同一の電荷結合素子ＣＣ
Ｄで検知された後、コンピュータ２１の内部メモリ２２
内の時間別の記憶エリア内にその電荷結合素子ＣＯＤか
らの受光信号として記憶される。
，７のある任意の走査位置にある状態において、流体５
中に含まれる微粒子が例えば距離ΔＬはなれた一対の光
ビーム間を速度Ｖで通過すると、その微粒子はΔＴ−Δ
Ｌ ／ ｖの時間差をもって散乱光を発する。すると、
両数乱光は時間差ΔＴをもって同一の電荷結合素子ＣＣ
Ｄで検知された後、コンピュータ２１の内部メモリ２２
内の時間別の記憶エリア内にその電荷結合素子ＣＯＤか
らの受光信号として記憶される。
従って、回動装置４によりレーザ投光器３を回動させ、
そのレーザ投光器３からの一対の光ビームを計測面６，
７に沿って走査していくと、コンピュータ２１の内部メ
モリ２２内には、一定時間毎に計測面６，７からの散乱
光を受光した電荷結合素子Ｃ［ｌＤからの信号が順次記
憶される。
そのレーザ投光器３からの一対の光ビームを計測面６，
７に沿って走査していくと、コンピュータ２１の内部メ
モリ２２内には、一定時間毎に計測面６，７からの散乱
光を受光した電荷結合素子Ｃ［ｌＤからの信号が順次記
憶される。
そこで、内部メモリ２２内に記憶されたデータから、同
一の電荷結合素子ＣｆＤからの信号を読取リ、その両信
号の時間差ΔＴを算出した後、その時間差ΔＴと予めキ
ーボード２３から入力された一対の光ビーム間の距離Δ
Ｌとから計測面６．７の各計測部位における流速ＶをＶ
＝ΔＬ／ΔＴに従って算出し、この各計測部位における
流速を図示化して表示する。
一の電荷結合素子ＣｆＤからの信号を読取リ、その両信
号の時間差ΔＴを算出した後、その時間差ΔＴと予めキ
ーボード２３から入力された一対の光ビーム間の距離Δ
Ｌとから計測面６．７の各計測部位における流速ＶをＶ
＝ΔＬ／ΔＴに従って算出し、この各計測部位における
流速を図示化して表示する。
従って、本実施例によれば、流体５の流れ方向に沿って
互いに平行な一対の光ビームを流体５の流れ方向に対し
て直角方向へ走査させ、この走査によって流体５中に含
まれる微粒子が一対の光ビームを通過したときに発する
散乱光を受像器１１で受光し、この受像器１１によって
微粒子が一対のビーム間を通過したときに検出される散
乱光の時間間隔ΔＴおよび一対の光ビームの距離ΔＬと
から計測面６．７の各計測部位における流速をコンピュ
ータ２１で演算し、それらをモニター画面状に表示する
ようにしたので、計測面６．７内における流速分布を短
時間に計測することができる。
互いに平行な一対の光ビームを流体５の流れ方向に対し
て直角方向へ走査させ、この走査によって流体５中に含
まれる微粒子が一対の光ビームを通過したときに発する
散乱光を受像器１１で受光し、この受像器１１によって
微粒子が一対のビーム間を通過したときに検出される散
乱光の時間間隔ΔＴおよび一対の光ビームの距離ΔＬと
から計測面６．７の各計測部位における流速をコンピュ
ータ２１で演算し、それらをモニター画面状に表示する
ようにしたので、計測面６．７内における流速分布を短
時間に計測することができる。
特に、本実施例では、流体５に対してレーザ光を照射し
、その散乱光を受光して計測するようにしたので、つま
り流体５に対して無接触で計測するようにしたので、従
来のよう−に流速計自身が流れを乱す恐れがなく、より
正確な流速データを得ることができる。
、その散乱光を受光して計測するようにしたので、つま
り流体５に対して無接触で計測するようにしたので、従
来のよう−に流速計自身が流れを乱す恐れがなく、より
正確な流速データを得ることができる。
このような利点を有することから、本実施例の計測装置
は、船舶や自動車等の走行に伴う流体の後流流速分布、
或いは橋や建物等の構築物によって生じる流体の後流流
速分布を計測する場合に適する。例えば、船舶の後流流
速分布を計測する場合には、第２図に示す如く、船体３
１の船尾３２に前記回動装置４を介してレーザ投光器３
を設置し、そのレーザ投光器３からの一対のレーザ光が
走査される計測面６，７よりも後流側に前記受像器１１
を支持アーム３３を介して支持すれば、船体３１のプロ
ペラ３４の後流流速分布を正確にかつ短時間に計測する
ことができる。この場合、受像器１１は、第２図中破線
で示す如く、船体３１の内部に船尾３２方向へ向けて設
置してもよい。
は、船舶や自動車等の走行に伴う流体の後流流速分布、
或いは橋や建物等の構築物によって生じる流体の後流流
速分布を計測する場合に適する。例えば、船舶の後流流
速分布を計測する場合には、第２図に示す如く、船体３
１の船尾３２に前記回動装置４を介してレーザ投光器３
を設置し、そのレーザ投光器３からの一対のレーザ光が
走査される計測面６，７よりも後流側に前記受像器１１
を支持アーム３３を介して支持すれば、船体３１のプロ
ペラ３４の後流流速分布を正確にかつ短時間に計測する
ことができる。この場合、受像器１１は、第２図中破線
で示す如く、船体３１の内部に船尾３２方向へ向けて設
置してもよい。
なお、上記実施例では一つのレーザ光源１によって一対
の光ビームを流体５へ照射させるようにしたが、レーザ
光源ｌはそれぞれ別個に設けてモヨイ。また、光走査手
段としては、レーザ光源 １１からのレーザ光を例えば
反射鏡の回転によって流体５へ走査させるようにしても
よい。
の光ビームを流体５へ照射させるようにしたが、レーザ
光源ｌはそれぞれ別個に設けてモヨイ。また、光走査手
段としては、レーザ光源 １１からのレーザ光を例えば
反射鏡の回転によって流体５へ走査させるようにしても
よい。
また、計測面６，７における散乱光を受光し、それを電
気信号に変換する手段としては、上記実施例で述べた受
像器１１に限られるものではなく、要するに計測面６．
７の各計測部位からの散乱光を各計測部位に対応した位
置の信号として検出できるのもであれば、いずれの形式
であってもよい。
気信号に変換する手段としては、上記実施例で述べた受
像器１１に限られるものではなく、要するに計測面６．
７の各計測部位からの散乱光を各計測部位に対応した位
置の信号として検出できるのもであれば、いずれの形式
であってもよい。
更に、光ビームの走査を計測部６，７に対して数回行い
、それによって得られた各計測部位における流速データ
群を統計処理すれば、より正確な流速分布をめることが
できる。
、それによって得られた各計測部位における流速データ
群を統計処理すれば、より正確な流速分布をめることが
できる。
［発明の効果コ
以上の通り、本発明によれば、所定範囲内の流速分布を
正確に、かつ短時間に計測できる流速計１１装置を提供
することかできる。
正確に、かつ短時間に計測できる流速計１１装置を提供
することかできる。
第１図は本発明の流速計測装置の計測原理を説月するた
めの図、第２図はその計測装置を船舶に装置した場合の
斜視図である。 喀・・・走行走査手段としての回動装置、５・・・流体
、１１・・・光電変換手段としての受像器、ＣＣＤ・・
・電荷６合素子、２１・・・演算処理手段としてのコン
ピュータ。 代理人 弁理士 木下実三 （ほか１名）第１図 第２図
めの図、第２図はその計測装置を船舶に装置した場合の
斜視図である。 喀・・・走行走査手段としての回動装置、５・・・流体
、１１・・・光電変換手段としての受像器、ＣＣＤ・・
・電荷６合素子、２１・・・演算処理手段としてのコン
ピュータ。 代理人 弁理士 木下実三 （ほか１名）第１図 第２図
Claims (1)
- （１）流体の流れ方向に沿って互いに平行な一対 ３の
光ビームを、流体の流れ方向に対して直角方向 ［へ走
査させる光走査手段と、 この光走査手段によって一対の光ビームが走査 速され
た際、流体中に含まれる微粒子が一対の光ビ ［−ムを
通過したときに発する蔽乱光を受光し、それを電気信号
として検出する光電変換手段と、 てこの光電変換手段
によって微粒子が一対のヒー のム間を通過したときに
検出される散乱光の時間間 開隔および一対の光ビーム
間の距離から光ビームの 内走査範囲内の各点における
流速を演算する演算外 な理手段と る を備えたことを特徴とする流速計測装置。 の（２、特
許請求の範囲第１項において、前記光ビ こ−ムを、レ
ーザビームとしたことを特徴とする流速計測装置。 計 ３）特許請求の範囲第１項または第２項におい、前記光
電変換手段を、電荷結合素子を高密度蹟した受像器によ
り構成したことを特徴とする直計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21928183A JPS60111165A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 流速計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21928183A JPS60111165A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 流速計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111165A true JPS60111165A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16733052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21928183A Pending JPS60111165A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | 流速計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111165A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2689247A1 (fr) * | 1992-03-24 | 1993-10-01 | Electricite De France | Procédé et dispositif de mesure optique des dimensions d'un objet ou de la vitesse d'un objet ou d'un fluide en mouvement dans un champ. |
| JP2007225493A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | National Maritime Research Institute | 舶用対水速度計測装置 |
| CN106771348A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种基于光学鼠标传感器的流体速度测量装置及方法 |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP21928183A patent/JPS60111165A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2689247A1 (fr) * | 1992-03-24 | 1993-10-01 | Electricite De France | Procédé et dispositif de mesure optique des dimensions d'un objet ou de la vitesse d'un objet ou d'un fluide en mouvement dans un champ. |
| JP2007225493A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | National Maritime Research Institute | 舶用対水速度計測装置 |
| CN106771348A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种基于光学鼠标传感器的流体速度测量装置及方法 |
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