JP2000292554A - 降雨検出装置および降雨検出センサ - Google Patents

降雨検出装置および降雨検出センサ

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JP2000292554A
JP2000292554A JP11098151A JP9815199A JP2000292554A JP 2000292554 A JP2000292554 A JP 2000292554A JP 11098151 A JP11098151 A JP 11098151A JP 9815199 A JP9815199 A JP 9815199A JP 2000292554 A JP2000292554 A JP 2000292554A
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rainfall
rainwater
optical fiber
receiving tray
funnel
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JP11098151A
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Takashi Fujieda
敬史 藤枝
Tsuneo Mori
恒夫 森
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置個所に伝送装置および電源を必要としな
い簡易な構成の降雨検出装置と、この検出装置に最適な
降雨検出センサとを提供する。 【解決手段】 雨水を収集する漏斗1と、揺動自在に支
持されて漏斗1からの雨水を受ける転倒升2と、転倒2
升からの雨水を交互に受ける一対の降雨検出センサ3と
を具える。この降雨検出センサ3は、転倒升からの雨水
を受ける受水皿と、光ファイバ11と、受水皿の雨水量に
対応して光ファイバ11の伝送損失を増加させる曲げ付与
部12とを具える。光ファイバ11の伝送損失をOTDRなどで
検知し、その検知結果に基づいて降水量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、降雨検出装置と、
この装置への利用に最適な降雨検出センサに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の降雨検出装置の一つとして、転倒
升を用いたものが知られている。これは漏斗で雨水を集
め、漏斗からの雨水を転倒升で受けて、転倒升の転倒回
数および転倒時刻から単位時間当たりの降水量を検知す
るものである。転倒升は回転軸を挟んで一対の受水部を
有し、一方の受水部が満杯になると揺動して排水し、空
になっている他方の受水部で漏斗からの雨水を受ける、
という一連の動作を繰り返すものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の降雨検
出装置では多数個所に設置しようとした場合、各装置の
検知情報(転倒回数および転倒時刻)を伝送するために
伝送装置が必要となり、伝送装置用の電源も必要とな
る。そのため、検出装置の設置個所が制約されると言う
問題があった。
【0004】従って、本発明の主目的は、設置個所に伝
送装置および電源を必要としない簡易な構成の降雨検出
装置と、この検出装置に最適な降雨検出センサを提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の降雨検出装置
は、雨水を収集する漏斗と、揺動自在に支持されて漏斗
からの雨水を受ける転倒升と、転倒升からの雨水を交互
に受ける一対の降雨検出センサとを具える。そして、こ
の降雨検出センサは、転倒升からの雨水を受ける受水皿
と、光ファイバと、受水皿の雨水量に対応して光ファイ
バの伝送損失を増加させる曲げ付与部とを具えることを
特徴とする。
【0006】すなわち、この降雨検出装置は、転倒升の
転倒に伴い排水された雨水を受水皿で受け、受水皿の重
量増加を利用して曲げ付与部で光ファイバの伝送損失を
増加させ、この損失増加から雨水量を検知するものであ
る。
【0007】ここで、曲げ付与部の一例としては、一対
の波型ブロックの間に光ファイバを配置した構造が挙げ
られる。常時は波型ブロックの間が開いており、光ファ
イバは直線状に保持されているが、降雨時には受水皿に
貯まった雨水の重量により波型ブロックが閉じられ、挟
まれた光ファイバを屈曲して伝送損失を増加させる。
【0008】光ファイバには、接点信号を出力するE/
O、O/E装置またはOTDR(Optical TimeDomain Reflectom
eter)を接続しておけばよい。伝送損失の増加に伴う光
強度の低下に基づいてE/O、O/E装置から接点信号を出力
したり、OTDRにより伝送損失の増加個所を検出する。
【0009】受水皿と曲げ付与部の間には吸水材料を配
置することが好適である。受水皿から流れ出た水は吸水
材料に吸収され、吸水材料の重量増加により曲げ付与部
を動作させ、光ファイバの伝送損失を増加させる。雨水
吸収材は吸水保持性と速乾性に優れた布が好ましい。布
に吸収された雨水が乾燥すれば布の重量が軽くなり、曲
げ付与部による光ファイバへの伝送損失の付与は解除さ
れ、再度の降雨検知に備えることができる。吸水材料を
用いる場合、受水皿には開口部を設けておき、ここから
雨水を吸水材料に流出できるようにしておく。
【0010】センサにおける受水皿の形状、材質は特に
限定されない。受水皿の容積は、光ファイバに曲げを付
与できる重量の水が貯えられる程度とする。漏斗や転倒
升を除いたセンサ単独でも降雨検出装置として利用でき
るため、その場合は受水皿に異物が入らないように保護
カバーを設けることが好ましい。保護カバーとしては金
属や樹脂製の網などが適切である。その場合、網の上部
に異物が引っ掛かったり乗ったりして、その重みで光フ
ァイバの伝送損失が増加しないよう、網の形状は円錐状
とすることが望ましい。吸水材料を用いない場合、受水
皿には開口部がないため、受水皿に水が溜まらないよう
に排水孔を設けておく。この排水孔より排水して受水皿
を空にし、次の降雨検知に備えて待機することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明装置の全体構成を示す断面図であ
る。図2はこの装置に用いる降雨検出センサの構成図で
ある。図3は本発明装置の光ファイバをE/O、O/E装置に
接続した状態を示す雨水検出システムの構成図である。
【0012】図1に示すように、この装置は雨水を収集
する漏斗1と、揺動自在に支持されて漏斗1からの雨水
を受ける転倒升2と、転倒升2からの雨水を交互に受け
る一対の降雨検出センサ3とを具える。
【0013】漏斗1は広範囲の雨水を収集できるよう開
口径の大きいものが好ましい。また、漏斗内部に異物が
入らないよう、漏斗開口部に金網4などを設けてもよ
い。さらには、漏斗内に入った異物を濾過できるよう、
漏斗排水孔の近傍に濾過材5を配置しても良い。
【0014】このような漏斗1から排出された雨水は下
方の転倒升2に落下するが、本例では漏斗1と転倒升2
との間に中間漏斗6も配置した。
【0015】転倒升2は支持体7に揺動自在に装着され
た一対の受水部8を具える。受水部8は回転軸9の両側
に位置し、中間漏斗6からの雨水を一方の受水部8で受
ける。一方の受水部8が満杯になると、その重みで受水
部8が下方に揺動され、一方の受水部8に溜められた雨
水は排水される。同時に、他方の受水部8は上方に揺動
されて雨水を受けて貯える。そして、この受水部8での
貯水、揺動による排水を繰り返すことで、一対のセンサ
3に交互に雨水を流出する。
【0016】このセンサ3は、図2に示すように、転倒
升2から流れてきた水を収集する受水皿10と、光ファイ
バ11に曲げを付与する曲げ付与部12とを具え、曲げ付与
部12はケース13内に収納されている。
【0017】受水皿10の底面には開閉自在の排水孔14を
設けた。転倒升2から流れてきた水は一旦受水皿10に溜
められるが、排水孔14を開けることで排水し、次回の雨
水検知に備えることができる。
【0018】このような受水皿10はばね15を介して曲げ
付与部12に支持されている。曲げ付与部12は波型面を対
向して配置した上下部曲げアダプタ16、17と、曲げアダ
プタ16、17を支持するガイド18およびガイド18の固定ボ
ルト19を具える。一方、ばね15は二重になっており、外
側のばねがガイド18に当接されて受水皿10の荷重の大半
を支持し、内側のばねが上部曲げアダプタ16に取り付け
られて小さな荷重を上部曲げアダプタ16に付与する。こ
の上部曲げアダプタ16はガイド18に沿って上下にスライ
ド自在に構成され、下部曲げアダプタ17はケース13の底
面に固定されている。なお、上部曲げアダプタ16は軽量
のため、光ファイバ11の上に乗った状態で支持されてい
る。また、ガイド18は底部と蓋部とに別れ、両者を固定
ボルト19でケース13に保持している。
【0019】そして、上部曲げアダプター16と下部曲げ
アダプター17の間、つまり波型面の間に光ファイバ11を
配置する。光ファイバ11は一端がばね20と一体化され、
他端側がローラ21で固定されて、常時はほぼ直線状に保
持されている。曲げ付与時は、ばね20の伸縮により上下
曲げアダプタ16、17の間に位置する光ファイバ11の長さ
を調整して、光ファイバ11が破断しないようにする。
【0020】このような降雨検出装置の動作を説明す
る。降雨がない場合、受水皿10は空の状態で、上部曲げ
アダプタ16と下部曲げアダプタ17の間は開いており、光
ファイバ11には曲げが付与されていない。そのため、光
ファイバ11の伝送損失も増加していない。
【0021】一方、降雨が発生すると、雨水は漏斗、中
間漏斗および転倒升を通って一対のセンサに対して交互
に流入し、受水皿に溜められる。その結果、受水皿10の
重量が増し、ばね15を収縮して上部曲げアダプタ16を押
し下げる。光ファイバ11は上部曲げアダプタ16と下部曲
げアダプタ17との間に挟まれて屈曲され、伝送損失が増
加する。
【0022】ここで、図3に示すように、光ファイバをE
/O、O/E装置25に接続し、さらにE/O、O/E装置25からの
接点信号を処理装置26(または伝送装置)に出力するよ
う構成する。降雨の発生により光ファイバ11の伝送損失
が増加すると、O/Eの光検出パワーが減少する。E/O、O/
E装置では光パワーの減少を検知して転倒升2が転倒し
たことを示すパルスを出力する。OTDRでも同様である。
このパルスを受信した処理装置26では受信時刻を記憶
し、次のパルス受信までの時間をカウントすることで単
位時間当たりの雨量を算出する。
【0023】ここで用いたセンサは、漏斗1や転倒升2
がない単独構成としても降雨検出装置に応用できる。そ
の具体例を図4、5に示す。
【0024】図4は複数の降雨検出センサ3を直列に接
続し、光ファイバの端部をOTDR30に接続した例を示して
いる。OTDR30はセンサ3に降雨が検知されたとき、伝送
損失が増加した個所を検出する。降雨検出センサ3を複
数の地点に置いておくことにより、どの地点で降雨があ
ったかを検出できる。
【0025】図5は光ファイバケーブル31の途中にセン
サ3を接続し、この光ファイバケーブル31の端部にE/
O、O/E装置32を接続した例である。雨量の演算手順は前
記図3における検出装置と同様なので説明を省略する。
【0026】なお、ここでのセンサが図2のセンサと異
なる点を図6に基づいて説明する。主な相違点は、受水
皿10の底部に開口部35が設けられていることと、受水皿
10と曲げ付与部12の間に布36を介在させたことである。
受水皿10は、ばね15に支持されるのではなく、ケース13
上面に取り付けられた支持枠37上に載置されている。ば
ね15の上端には天板38が装着され、布36はこの天板38上
に乗せられている。受水皿10に受けられた雨水は、開口
部35から流出して布36に吸収される。それに伴って布36
の重量が増加し、ばね15を圧縮して光ファイバ11に曲げ
を付与する。一方、降雨がないときは、布36が自然乾燥
することで雨水を吸収したときに比べて軽量化され、ば
ね15の圧縮を復帰させて光ファイバ11への曲げ付与を解
除する。従って、図5のセンサによれば、図2のセンサ
のように排水孔14を開く作業がなくても、自動的に次の
降雨検知に備えることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明降雨検出装
置によれば、設置個所に伝送装置やその電源を用いるこ
となく複数箇所の降雨検出を行うことができる。また、
本発明降雨検出センサによれば、布の吸水による重量増
加と、乾燥による重量減少を利用して光ファイバへの曲
げ付与と解除を自動的に行えるため、非常に簡単な構成
で確実に降雨検出を行うことができる。近年、情報イン
フラとして道路や河川堤防などに多くの光ファイバケー
ブルが布設されているため、これら光ファイバケーブル
の一部を利用して降雨検出システムを構築すれば、降雨
量の状況が容易に把握でき、道路や河川の防災対策に役
立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明降雨検出装置の構成図である。
【図2】本発明降雨検出センサ構成図である。
【図3】本発明降雨検出センサとE/O、O/E装置を用いた
降雨検出システムの全体構成図である。
【図4】本発明降雨検出センサとOTDRを用いた降雨検出
システムの全体構成図である。
【図5】本発明降雨検出センサとE/O、O/E装置を用いた
別の降雨検出システムの全体構成図である。
【図6】布を用いた本発明降雨検出センサの構成図であ
る。
【符号の説明】
1 漏斗 2 転倒升 3 センサ 4 金網 5 濾
過材 6 中間漏斗 7 支持体 8 受水部 9 回転軸 10 受水皿 11 光ファイバ 12 曲げ付与部 13 ケ
ース 14 排水孔 15 ばね 16 上部曲げアダプタ 17 下部曲げアダプタ 18 ガイド 19 固定ボルト
20 ばね 21 ローラ 25 E/O、O/E装置 26 処理装置 30 OT
DR 31 光ファイバケーブル 32 E/O、O/E装置 35 開口
部 36 布 37 支持枠 38 天板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雨水を収集する漏斗と、 揺動自在に支持されて漏斗からの雨水を受ける転倒升
    と、 転倒升からの雨水を交互に受ける一対の降雨検出センサ
    とを具え、 各降雨検出センサは、 転倒升からの雨水を受ける受水皿と、 光ファイバと、 受水皿の雨水量に対応して光ファイバの伝送損失を増加
    させる曲げ付与部とを具えることを特徴とする降雨検出
    装置。
  2. 【請求項2】 受水皿と曲げ付与部との間に介在される
    雨水吸収材を具えることを特徴とする請求項1記載の降
    雨検出装置。
  3. 【請求項3】 光ファイバには、接点信号を出力するE/
    O、O/E装置またはOTDRが接続されていることを特徴とす
    る請求項1記載の降雨検出装置。
  4. 【請求項4】 受水皿に排水孔を有することを特徴とす
    る請求項1記載の降雨検出装置。
  5. 【請求項5】 雨水を受ける受水皿と、 光ファイバと、 受水皿の雨水量に対応して光ファイバの伝送損失を増加
    させる曲げ付与部と、 受水皿と曲げ付与部との間に介在される雨水吸収材とを
    具えることを特徴とする降雨検出センサ。
  6. 【請求項6】 雨水吸収材は吸水保持性と速乾性に優れ
    た布であることを特徴とする請求項5記載の降雨検出セ
    ンサ。
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