断面風速計
株式会社 創発システム研究所

目次■システム構成 ...................................................................................................................................... 1■仕様 ..................................................................................................................................................... 1■概要 ..................................................................................................................................................... 2■特徴 ..................................................................................................................................................... 2■比較 ..................................................................................................................................................... 3■標準外形図 .......................................................................................................................................... 5■システム構成

トンネル

電気室

付属専用ケーブル A
制御盤
(計測盤)

超音波送受信器 A
変換器箱
信号ケーブル

超音波送受信器 B

45°

E

付属専用ケーブル B

AC 電源

■仕様

送受
信器

測定方式

超音波伝播時間差方式

測定範囲-20m/s～+20m/s

測定精度

フルスケールの±2％以下

移動平均時間

1～180 秒測定路長1.5m～21m（標準 10m）

設置角度30°～60°（標準 45°）

環境条件

温度：-20～+50℃

分解能±0.1m/s 以下

校正方式

自動校正筐体

変換器
箱

材

質

寸法重量

SUS316

任意設定

ポリカーボネート

W150mm ×H175mm ×D220mm

出力信号

風速接点信号

点検中

環境条件

温度：-20～+40℃電気方式

電圧 AC210V

筐体材

質

寸法重量

湿度：20～85%-20m/s～+20m/s

SUS304

故障

約 2kg

DC 4～20mA/500Ω以下

電源断
湿度：20～85%

周波数 50/60Hz

厚さ 2.0mm

消費電力 50VA

保護階級 IP65 相当

W500mm ×H600mm ×D150mm

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標高 1000m 以下

約 50kg■概要
トンネルを横断して風向・風速を計測します。
複雑な構造や環境であっても、実際の断面平均風速に近い値を得ることができます。
計測した値は換気設備の制御の入力値データとして用いることができ、換気設備のより効率的な運用に役立ちます。

■特徴＜システムと測定方法＞
本装置では 2 台の送受信器を使用し、音波によって風速を計測します（伝搬時間差方式）。この方法の利点は、温度、圧力、密度などの変化が測定結果に影響しないことです。

断面風速計の測定原理
１ トンネル壁面に設置された変換器箱が、超音波パルス信号を発生。
２ 信号を受けた 2 台の超音波送受信器が、発信／受信を交互に行い、伝播時間を計測する。
３ 気流に対して順方向・逆方向の伝播時間の差分を算出し、風向と風速を決定する。

t+ ：気流に順方向のパルス伝播時間
t- ：気流に逆方向のパルス伝播時間c：音速v：気体の速度L：媒体中の測定路延長

αv

v=Lt −t∙2 ∙ cosα t ∙ t

α ：設置角度

どのようなトンネルであっても、壁面の状態や走行する車両の影響を受けることから、計測する箇所によって風速が異なる場合があり、より実際に近い値を知るためには、断面における平均的な風速をみる必要があります。
本装置は、坑内を横断する方向に送受信器（センサ）を向かい合わせて設置し、トンネル幅に対して計測するように設計しています。これにより、実際の断面平均流速に近い値を得ることができます。

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◆装置の特長◆
ゼロ点・スパンの自動調整
容易な施工（壁面上部へ密着させる構造）
通行車両との接触の恐れ無し
変換器箱から、センサの調整・点検が可能
超音波送受信器：DURAG D-FL 220T

本装置は対面通行トンネルや、トンネル曲がり部など、複雑な構造・環境下においても有効です。また、低い風速であっても計測することができます。高い精度で風速値を得ることができることから、非常時換気制御や、環境対策用の計測機器として有効に活用することができます。
【設置イメージ】①設置角度②トンネル幅③測定ヘッド設置スペース④測定経路の長さ＜ポイント＞
測定点で流れの側面は可能な限りほぼ対称型にする必要があります。
流れ方向に対して 30°～60°の角度の範囲になるように器具を設置すること、音響信号の最大測定経路が 25 m を超えていないことを常に確認する必要があります。

■比較
縦流換気式トンネルの「断面平均風速」は、トンネル内の任意の地点において同一です。ただし、（走行する車両の影響を受ける等）同じ断面でも、計測箇所によって風速値が変わってしまう場合があります。
この問題に対して、従来の風速計では、変換係数（1.2～1.5 倍）という概念を用いて、断面平均風速の推定値を割り出していました。しかしながら、対面通行トンネルや、複雑な構造のトンネルでは、この推定値と実際の断面平均風速との間に、かなり大きな乖離があることが知られています。

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以下では、弊社の断面風速計と一般的な壁面風速計の機能性、維持・管理性についての相違点を示します。
【比較断面風速計／壁面風速計】

断面風速計

壁面風速計

トンネルの両側壁面に設置した 2 台の超トンネルの片側壁面にのみ風向風速計を音波送受信器が互いに信号を送り合い、取り付ける。内部の超音波パルスヘッド

その伝播時間の差により、風向・風速をが互いに信号を送り合い、その伝播時間計測する。の差により、風向・風速を計測する。

測定方法

超音波パルス伝播時間差による計測

超音波パルス伝播時間差による計測

測定対象

トンネル断面における坑内平均風速

計測範囲-20m/s ～ +20m/s

計測精度

最大目盛の±2%

応答時間

移動平均時間：10 秒

移動平均時間：10 秒

測定出力

DC4～20mA

DC4～20mA

0 及び最大目盛の電気的校正

0 及び最大目盛の電気的校正

約 10 年

約8年

計測原理

校正耐用年数
維持管理方法
消耗品の有無
保守点検
頻度
推奨設置
条件

壁面局所風速を計測し、坑内平均風速に換算-15m/s ～ +15m/s
最大目盛の±4%(風速 5m/s 以下では±0.3m/s)

超音波パルスヘッドの確認

超音波送受信器の確認及び清掃

検出部の清掃なし

センサプローブヘッド（3～5 年程度）

定期点検 年 1 回

定期点検 年 1 回①超音波送受信部設置角度：45 度①検出部は壁面に近づけすぎないこと。

（±15 度）②検出部付近に、風を乱す障害物がない②超音波送受信部間距離：21m 以内

こと。

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■標準外形図【送受信器】【変換器箱】

5http://www.sohatsu.com

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