• 제목/요약/키워드: wind speed sensor

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압전진동자를 이용한 초음파형 풍향풍속계 (The Ultrasonic Type Wind Sensor with Piezoelectric Actuator)

  • 이선길;문영순;최시영
    • 센서학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.292-296
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    • 2013
  • The ultrasonic wind sensor that pass through the air, beating the delivery of ultrasonic wind speed increases or decreases by the physical characteristics of the wind speed and the direction of the sensor, the transmission and reception of ultrasonic time difference measured by a two-axis vector wind and wind speed measured by calculating a device that converts the digital signal is Anemometer and wind direction meteorological facilities management, management of the ship sail used for various purposes, including, but used the existing 3-cup (mechanical) anemometer wind rotor caused by mechanical wear parts replacement due to the short-term, the reliability of the product is low, parts replacement, and according to the characteristics caused the car, there is a problem in high maintenance costs. In addition, because the bearings use of the marine environment and the cryogenic environment was constrained. In this study, the excellent long-term reliability, using ultrasonic-type environment that is not constrained to produce wind anemometer located $90^{\circ}$ conformal road using four piezoelectric sensors were fabricated structures, the piezoelectric oscillator circuit produces a rash and receiving transmit and receive speeds the car through the two-axis vector calculation to measure wind velocity processor firmware programming, and its characteristics were tested.

A High Efficient Piezoelectric Windmill using Magnetic Force for Low Wind Speed in Wireless Sensor Networks

  • Yang, Chan Ho;Song, Yewon;Jhun, Jeongpil;Hwang, Won Seop;Hong, Seong Do;Woo, Sang Bum;Sung, Tae Hyun;Jeong, Sin Woo;Yoo, Hong Hee
    • Journal of the Korean Physical Society
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    • 제73권12호
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    • pp.1889-1894
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    • 2018
  • An innovative small-scale piezoelectric energy harvester has been proposed to gather wind energy. A conventional horizontal-axis wind power generation has a low generating efficiency at low wind speed. To overcome this weakness, we designed a piezoelectric windmill optimized at low-speed wind. A piezoelectric device having high energy conversion efficiency is used in a small windmill. The maximum output power of the windmill was about 3.14 mW when wind speed was 1.94 m/s. Finally, the output power and the efficiency of the system were compared with a conventional wind power system. This work will be beneficial for the piezoelectric energy harvesting technology to be applied to the real world such as wireless sensor networks (WSN).

기상계측시스템을 위한 풍향.풍속모듈 및 DSP 센서 인터페이스시스템 설계 (The Design of a Wind Speed & Direction Module and a DSP Sensor Interface System for the Meteorological System)

  • 송도호;주재훈;옥기태;김상갑;최중경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1478-1485
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    • 2007
  • 본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로 보드를 포함하는 기상계측 시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 저항센서를 히팅 코일에 의해 일정하게 가열된 원기둥 모양의 지지 표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI사의 고속 DSP인 TMS320F2812 사용한다. 적용된 풍향 풍속 모듈을 통해 얻어진 데이터와 DSP 인터페이스 회로보드의 빠른 데이터 처리를 통해 저렴한 기상계측시스템을 구성 할 수 있었다.

Interpolation을 이용한 3-CUP Anemometer의 성능 개선에 관한 연구 (The Study of Performance Improvement of the 3-Cup Anemometer using Interpolation Methods)

  • 이성신;정택식;구법모
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.672-675
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    • 2001
  • 본 논문에서 Interpolation Methods를 이용하여 보다 정화한 풍속을 계산하는 방법과 보다 정확한 풍향을 계산하기 위하여 Interpolation Polynomial을 찾는 방법을 제안하였고, 이렇게 제안된 방법을 이용하여 3-Cup Anemometer의 성능을 개선하였다. 우리는 풍향, 풍속의 관측을 위해 기구부는 3-cup Type Anemometer로, 전자부는 Photo Sensor를 이용하여 구현하였다. 정확한 풍속과 풍향의 측정을 위해서는 시스템의 메모리 한계 및 성능을 고려한 시스템 설계와 8비트 Gray Code Film으로 256(= 2$^{8}$ )개의 각도 Data로 360$^{\circ}$를 표현하는 방법이다.

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주변 온도보상이 필요 없는 열선식 풍속 센서 시스템 (Hot Wire Wind Speed Sensor System Without Ambient Temperature Compensation)

  • 성준규;이근우;정회경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권10호
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    • pp.1188-1194
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    • 2019
  • 유체의 흐름을 측정하는 여러 방법 중 열선 풍속 센서는 유체의 열전달에 의해 속도나 온도를 측정하는 장치로 비정상 속도 및 난류 속도 성분을 측정하는데 유용하다. 하지만 열선 풍속 센서는 외부의 환경 요인에 민감하며, 주변 온도, 습도, 신호 잡음 등에 의해 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이런 단점을 보완하는 방법으로 온도 보상 회로를 추가하는 기술이 나오고 있지만 가격 경쟁력을 갖출 수 없는 상황이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 온도 보상이 필요 없는 풍속 감지 센서에 대해 연구를 진행하였다. 열선식 풍속 센서는 외부 환경 요인 중에서도 주변 온도에 매우 취약하다. 주변 온도로는 전자 회로에 의한 발열의 영향이 가장 크게 미치고 있으며, 이를 개선하는 방법으로 발열체에 보조 발열체를 추가로 장착하여 보조발열체와 발열체의 일정한 온도차를 제어하는 것이다. 이와 같이 기존 기술에 비해 복잡하지 않은 방법으로 동등한 성능을 확보할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

동기기를 사용한 계통연계형 가변속 풍력발전 시스템의 AC-DC-AC 컨버터 구현 및 제어 (Implementation and Control of AC-DC-AC Power Converter in a Grid-Connected Variable Speed Wind Turbine System with Synchronous Generator)

  • 송승호;김성주;함년근
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제54권12호
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    • pp.609-615
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    • 2005
  • A 30kW electrical power conversion system is developed for a variable speed wind turbine. In the wind energy conversion system(WECS) a synchronous generator with field current excitation converts the mechanical energy into electrical energy. As the voltage and the frequency of the generator output vary according to the wind speed, a 6-bridge diode rectifier and a PWM boost chopper is utilized as an ac-dc converter maintaining the constant dc-link voltage with only single switch control. An input current control algorithm for maximum power generation during the variable speed operation is proposed without any usage of speed sensor. Grid connection type PWM inverter converts dc input power to ac output currents into the grid. The active power to the grid is controlled by q-axis current and the reactive power is controlled by d-axis current with appropriate decoupling. The phase angle of utility voltage is detected using software PLL(Phased Locked Loop) in d-q synchronous reference frame. Experimental results from the test of 30kW prototype wind turbine system show that the generator power can be controlled effectively during the variable speed operation without any speed sensor.

RTD 및 피에조 센서를 활용하는 풍향/풍속 측정장치 개발 (The Developement of a Wind Direction/Speed Measurement Equipment Using RTD or Piezo Sensors)

  • 주재훈;김동현;공병권;이진호;최중경
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.827-830
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    • 2011
  • 본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향 풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 또는 박박형 피에조센서를 원기둥 모양의 지지표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI 사의 고속 DSP인 TMS320F2812 를 사용한다.

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롤 회전하는 3축 초음파 풍속계를 활용한 풍향 풍속 측정기법(II) (Technique of Measuring Wind Speed and Direction by Using a Roll-rotating Three-Axis Ultrasonic Anemometer (II))

  • 장병희;이승훈;김양원
    • 풍력에너지저널
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    • 제9권4호
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    • pp.9-15
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    • 2018
  • In a previous study, a technique for measuring wind speed and direction by using a roll-rotating three-axis ultrasonic anemometer was proposed and verified by wind tunnel tests. In the tests, instead of a roll sensor, roll angle was trimmed to make no up flow in the transformed wind speeds. Verification was done in point of the residual error of the rotation effect treatment. In this study, roll angle was measured from the roll motor encoder and the transformed wind speed and direction on the test section axis were compared with the ones provided to the test section. As a result, up to yaw $20^{\circ}$ at a wind speed of 12 m/sec or over, the RMS error of wind speed was within the double of the ultrasonic anemometer error. But at yaw $30^{\circ}$, it was over the double of the ultrasonic anemometer error. Regardless of wind speed, at yaw $20^{\circ}$ and $30^{\circ}$, the direction error was within the double of the ultrasonic anemometer error. But at yaw $10^{\circ}$ or less, it was within the error of the ultrasonic anemometer itself. This is a very favorable characteristic to be used for wind turbine yaw control.

풍향.풍속계의 위치 적합성 판단 (Verification of Wind Sensor Position)

  • 정왕조
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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    • pp.171-172
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    • 2006
  • The anemometer on the radar mast of the vessel is equipped to measure wind direction and speed. This project was carried out to verify the position of anemometer which makes anemometer measure exact wind direction and speed. FLUENT was used to perform this analysis.

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CORRECTION OF THE EFFECT OF RELATIVE WIND DIRECTION ON WIND SPEED DERIVED BY ADVANCED MICROWAVE SCANNING RADIOMETER

  • Konda, Masanori;Shibata, Akira
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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    • pp.386-389
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    • 2006
  • The sea surface wind speed (SSWS) derived by microwave radiometer can be contaminated by change of microwave brightness temperature owing to the angle between the sensor azimuth and the wind direction (Relative Wind Direction). We attempt to correct the contamination to the SSWS derived by Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR) on Advanced Earth Observing Satellite II (ADEOS-II), by applying the method proposed by Konda and Shibata (2004). The improvement of accuracy of the SSWS estimation amounts to roughly 60% of the error caused by the RWD effect.

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