風向風速計測の原理 - WXT530

WXT530 シリーズ ユーザーガイド

Document code
M211840JA
Revision
F
Language
日本語 (日本)
Product
WXT530
Document type
取扱説明書
WXT536 WXT535 WXT534 WXT533 WXT532 WXT531

変換器は、ヴァイサラ WINDCAP センサ技術を使用して風向風速を計測します。

風向風速計には、水平面に等間隔で配置された 3 つの超音波トランスデューサーアレイがあります。風速および風向は、超音波が 1 つのトランスデューサーから他の 2 つのトランスデューサーに到達するまでにかかる時間を計測することによって算出されます。

風向風速計は、トランスデューサーアレイによって形成された 3 つの経路に沿った、風の通過時間(両方向)を計測します。通過時間は、超音波経路に沿った風速に依存します。風速がゼロの場合、順方向と逆方向の通過時間は同じになります。超音波経路に風がある場合は、風上方向の通過時間は長くなり、風下方向の通過時間は短くなります。

次の式を使用して、計測された通過時間から風速が計算されます。

Vw = 0.5 × L × (1/tf – 1/tr)
Vw 風速
L 2 つのトランスデューサーの間の距離
tf 順方向の通過時間
tr 逆方向の通過時間

6 つの通過時間を計測することによって、3 つの超音波経路それぞれの Vw を算出できます。算出された風速は、高度、温度、湿度には依存しません。個々の通過時間はこれらのパラメータの影響を受けますが、両方向の通過時間を計測することで、影響が除去されます。

2 つのアレイ経路の Vw 値があれば、風速および風向を算出できます。信号処理技術により、2 つのアレイ経路から風速および風向を正確に計算することができます。

風速は、選択した単位(m/s、kt、mph、km/h)でスカラー速度として表されます。風向(風が吹いてくる方向)は、度(°)で表されます。北は 0°、東は 90°、南は 180°、西は 270° として表されます。

風速が 0.05m/s を下回ると、風向は計算されなくなります。その場合、風速が 0.05m/s まで上昇するまで、最後に計算された風向出力が維持されます。

風速および風向の平均値は、選択した平均化時間(1~3,600 秒)内に計測されたすべてのサンプルのスカラー平均として、選択した更新間隔で計算されます。サンプル数は、選択したサンプリングレート(4Hz(初期設定)、2Hz、または 1Hz)によって異なります。風速および風向の最小値および最大値は、選択した平均化時間内に計測されたそれぞれの極値を表しています。

次の 2 つの方法のいずれかを選択して、風速の極値を計算することができます。

  • 従来の最小/最大計算方法
  • 3 秒間隔による瞬間風速計算方法(世界気象機関(WMO)推奨)。この方法では、3 秒間における最大平均値および最小平均値(1 秒ごとに更新)が風速の最大値および最小値として報告されます。風向変動は、従来の方法によって返されます。

変換器は、風向風速計測信号の品質を常に監視します。品質が悪い信号が検出された場合は、風向風速値が無効としてマークされます。計測値の半分以上が無効であると見なされた場合は、最後の有効な風向風速値が欠落データとして返されます。ただし、SDI-12 プロトコルの場合は、無効の値がゼロ(0)としてマークされます。