JP2004028617A

JP2004028617A - 降雨および降雪センサー

Info

Publication number: JP2004028617A
Application number: JP2002181391A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Yasuda; 安田　薫
Original assignee: NIPPON COMP LAB KK; NIPPON COMPUTER LABORATORY KK
Current assignee: NIPPON COMP LAB KK; NIPPON COMPUTER LABORATORY KK
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】静電容量の変化の安定した検出。
【解決手段】雨水および融雪水の受水面５１とするマイナス電極５を金網とし、この金網をプラス電極４の上面に、該上面と接触状態で重ね合わせて、当該金網の網目に表面張力を利用して形成される雨水、または、融雪水の膜によって増加するマイナス電極５のプラス電極４に対する接触面積に応じて変化する静電容量を検出する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動融雪装置や天気を表示する表示装置、あるいは自動車の運転手に注意を喚起する注意信号機等に用いられる降雨および降雪センサーに関する。
【０００２】
【従来技術】
静電容量の変化を検出して降雪を検知する技術としては、例えば、特開昭６１−２５４８４３号公報で提案されている。
この公報記載の発明は、受雪体に積もった雪を融雪し、その融雪水を受雪体が吸収することによって増加する受雪体の水分に応じて静電容量が変化し、その静電容量の変化を、静電容量形近接スイッチが検出して降雪を検知するものである。
しかしながら、この方式を実現する実施例の構成では、受雪体に積もった雪が滑り落ちたり、吸収した水分が染み出てしまったりするようなものであるので、受雪体における融雪水の保持が不確実であり、このため、受雪体の水分が増加せず、静電容量の変化の検出が不安定である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、雨水および融雪水の確実な保持を図って、静電容量の変化の安定した検出を課題とし、この課題を解決できる降雨および降雪センサーの提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明は下記の技術的手段を採用した。
その技術的手段は、プラス電極とマイナス電極の接触により発生する静電容量の変化を検出して降雨および降雪を検知するセンサーであって、雨水および融雪水の受水面とするマイナス電極が金網であり、この金網をプラス電極の上面に、該上面と接触状態で重ね合わせて、当該金網の網目に表面張力を利用して形成される雨水、または、融雪水の膜によって増加するマイナス電極のプラス電極に対する接触面積に応じて変化する静電容量を検出することを特徴とするセンサーにしたことである。（請求項１）
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、図に示すように、マイナス電極である金網とプラス電極を上下に重なり合った状態で接触させておく。
降雨や降雪による水分は、表面張力によって金網の網目に保持されるとともに、プラス電極によって下方から支えられるので確実に保持される。
そして、金網自身がプラス電極に接触している状態での接触面積に、水分が網目に保持されることによって金網自身の接触面積に網目に保持された水分のプラス電極に対する接触面積が加わって、プラス電極に対するマイナス電極の接触総面積が大きくなる。
つまり、プラス電極に対するマイナス電極の接触総面積が大きくなることによって変化する静電容量を検出する。
【０００６】
本発明における金網は、水分が表面張力によって保持される大きさの網目を有するものであればよい。
また、検出感度は、金網が乾燥した状態での位相と、金網が濡れた状態での位相との差の大きさに比例する。
表１では、１０メッシュ〜６０メッシュの各金網が乾燥した状態での位相（ｔ）と金網が濡れた状態での位相との位相差（ｔ２）と、各金網の水分の保持機能の優劣を総合して、本発明に最も効果的である金網を判断した。
【０００７】
【表１】

◎：最適
○：適
△：やや適
×：不適
【０００８】
つまり、表１の結果から、雨水または融雪水が表面張力によって保持される金網は、１０メッシュ以上、５０メッシュ以下の網目であれば使用できることが判った。
前記したメッシュの内、最も安定した検出が行える金網は２０メッシュであることが判った。
また、１０メッシュ未満である場合では、位相差は大きいものの、網目から雨水または融雪水が通り抜けて網目に保持されず、逆に５０メッシュを超えると、位相差も小さく、しかも金網上に水分が載った状態で網目に浸透せず、プラス電極に対するマイナス電極の接触面積が大きくならないため、使用には適さないことが判った。
【０００９】
金網上の雪の融雪手段としては、周知のヒーターが挙げられるが、降雨と降雪の双方を検知するためには、ヒーターを制御する外気温センサーおよび温度センサーを用いる。
例えば、降雪の可能性が高い温度をあらかじめ設定しておき、外気温センサーがその外気温または設定温度以下の外気温を検出したときにヒーターを作動させ、設定した温度を超える外気温であるとヒーターを作動させないようにする。
また、前記外気温センサーに代わるものとして、カレンダー制御によってヒーターを制御することも挙げられ、降雪時期にのみヒーターを作動させるようにする。
このカレンダー制御は前記外気温センサーと組み合わせてもよく、このようにしたことによって、降雪時期以外に外気温が設定温度以下になってもヒーターを作動させないようにすることができる。
温度センサーは、ヒーターによる過剰加温を防止するためのものであり、あらかじめ設定された温度以上を検出すると、ヒーターの作動を停止させて過剰加温を防止する。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明のセンサーの実施例を図に基づいて説明する。
センサー１は、図１および図２に示すように、上面が開放された略箱型のものであり、開放部分に受水面５１を露出させ、一側面に取付け板１１を備えている。
内部構造は、図３に示すように、ヒーター２を内蔵したケース３の上面に固定した板状のプラス電極４の上面にマイナス電極５を載置してある。
マイナス電極５は前記受水面５１であり、受水面５１は２０メッシュの金網で構成してある。
符号１２は仕上縁板、１３は防水性の両面テープ、符号１４は底板である。
【００１１】
符号６は外気温センサーであり、あらかじめ設定してある温度以下の外気温を検出する。ことによってヒーター２を作動させ、設定された温度を超える外気温を検出することでヒーター２を停止させるようにしてある。
符号７は温度センサーであり、ヒーター２で加温された前記ケース内の温度を検出する。し、あらかじめ設定された温度以上の温度を検出することによってヒーター２の作動を停止させるようにしてある。
符号８はケーブル用の貫通孔であり、前記ヒーター２、プラス電極４、マイナス電極５に接続する各ケーブル（図示せず）が通される。
【００１２】
なお、前記したセンサー１からのケーブルは、センサー１で検出した結果が入力されて出力する制御手段（図示せず）および電源（図示せず）に接続される。
そして、センサー１から入力されたデータに基づいて前記制御手段が出力して、例えば、降雨または降雪を表示する表示板（図示せず）または融雪装置（図示せず）を作動させる。
【００１３】
図４は本発明のセンサー１の回路図であり、このような回路構成のセンサー１は、図５および図６に示す制御回路とする制御手段によって制御される。
図５に示す制御回路は、センサー１で検出した結果が入力されるとともに、その結果に基づいて降雨または降雪を検知してこれを出力するものである。
また、外気温センサー６で外気温を検出して、あらかじめ設定された温度以下の外気温を検出すると、降雪の可能性が高いと認定して図３に示すヒーター２を作動させ、設定された温度を超える外気温を検出すると、降雪の可能性が低いと認定してヒーター２を停止させるものである。
図６に示す制御回路は、温度センサー７でヒーター２で加温された前記ケース内の温度を検出して、あらかじめ設定された温度以上の温度を検出すると、ヒーター２の作動を停止させるものである。
【００１４】
本実施例のセンサー１では、下記の手順により降雨または降雪を検出する。
まず、外気温センサー６が外気温を検出してその結果が制御手段に入力され、その結果に基づいて、制御手段が、現在の状況が降雨の可能性あるいは降雪の可能性を判定し、降雪の可能性が高いと判定した場合にのみヒーター２を作動させる。
ヒーター２が作動した場合、温度センサー７がヒーター２で加温されたケース３内の温度を検出してその結果が制御手段に入力され、その温度が設定以上であるときに制御手段がヒーター２を停止させ、設定以下である場合にはヒーター２を作動させない。
【００１５】
例えば、降雪の可能性が高いと判定してヒーター２を作動させているときに降雪があると、受水面５１に積もる雪がヒーター２の熱によって融かされて融雪水となる。
融雪水は、受水面５１である金網の網目に融雪水自身の表面張力によって保持されるとともに、プラス電極４の上面に下方から支えれるように接触する。
このとき、金網と融雪水がプラス電極４の上面に接触することによって、プラス電極４に対するマイナス電極５の接触面積が増加して静電容量が変化し、この変化をセンサー１が検出し、その検出した結果に基づいて制御手段が降雪であることを出力する。
また、降雨の可能性が高いと判定してヒーター２を停止させているときに降雨があると、受水面５１に落ちる雨水が金網の網目に融雪水自身の表面張力によって保持されるとともに、プラス電極４の上面に下方から支えられるようにして接触する。
このとき、金網と雨水がプラス電極４の上面に接触することによって、プラス電極４に対するマイナス電極５の接触面積が増加して静電容量が変化し、この変化をセンサーが検出し、その検出した結果に基づいて制御手段が降雨であることを出力する。
【００１６】
なお、本実施例では降雨および降雪兼用のセンサーとして説明したが、前記ヒーターを除くことによって降雨専用のセンサーとなる。
また、前記各制御手段は、本実施例で例示した制御回路によるもの以外にも、前記した制御が可能なものであれば使用できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したとおり、下記の優れた効果を有する。
本発明によれば、雨水または融雪水は、受水面を構成する金網の網目に表面張力で保持されるとともに、金網が載置されるプラス電極の上面に接触して支えられるので、受水面に確実に保持される。
そして、受水面に保持された雨水または融雪水の膜によるプラス電極への接触面積が増加し、この増加に伴う静電容量の変化を検出することができる。
したがって、雨水および融雪水を確実に保持して静電容量の変化の安定した検出が行えるセンサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセンサーの平面図。
【図２】同、側面図。
【図３】同、分解斜視図。
【図４】同、回路図。
【図５】制御回路図。
【図６】制御回路図。
【符号の説明】
１：センサー
４：プラス電極
５：マイナス電極
５１：受水面

Claims

プラス電極とマイナス電極の接触により発生する静電容量の変化を検出して降雨および降雪を検知するセンサーであって、
雨水および融雪水の受水面とするマイナス電極が金網であり、
この金網をプラス電極の上面に、該上面と接触状態で重ね合わせて、当該金網の網目に表面張力を利用して形成される雨水、または、融雪水の膜によって増加するマイナス電極のプラス電極に対する接触面積に応じて変化する静電容量を検出することを特徴とするセンサー。