JP2005265532A - 路面凍結検出センサ、路面凍結検出センサの設置方法および路面凍結検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 路面に接地される感温部とこの感温部から立設するフィン部とを有するT字型を為す熱伝導性の高い金属から成る感温部材と、FBGを有し、感温部材のフィン部上にFBGを接着する光ファイバと、感温部材のフィン部および光ファイバを囲繞する断熱部材を備えた筐体とで構成した。感温部を路面に載置し、筐体の上部に板材またはドーム型の板材を載置し、板材と路面との間をボルトによって締結した。感温部を路面に載置し、筐体の両側にL型金具を取り付け、L型金具と路面との間をボルトによって締結した。路面に所定数設置した各路面凍結検出センサ間を光ケーブルで接続し、光ケーブルの一端部からパルス光を入射し、各路面凍結検出センサからの反射波長を受光し、路面温度を測定する。
【選択図】 図1
Description
また、光ケーブルを利用した温度センサとしては、FBGを光ケーブルに設けたものが知られている(例えば、特許文献5,6,7,8,9参照)。
一方、FBGを設けた温度センサでは、FBGは素線のまま使用すると、外部から応力が加わったり、結露したりすると、応力や結露によって検出信号が変化し、正確な温度測定ができないという問題があった。また、路面表面温度を直接検知することができなかった。さらに、FBGを固定部材に全面的に固定すると、接着むらやFBGの伸縮にバラツキが生じ、安定した温度計測ができないという問題があった。
また、本発明は、路面表面温度を直接検知することができる路面凍結検出方法を提供することにある。
請求項3に係る発明は、請求項1記載の路面凍結検出センサの感温部を路面に載置し、前記路面凍結検出センサの筐体の上部にドーム型の板材を載置し、前記板材と路面との間をボルトによって締結することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1記載の路面凍結検出センサの設置方法において、前記感温部を大気側に向けて前記筐体を路面に載置し、該感温部の上部に放射冷却用の屋根部材を取り付けることを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項7記載の路面凍結検出センサ温度の設置方法において、前記外気温用検出センサ部の外気温感温部の上部に放射冷却用の屋根部材を取り付けることを特徴とする。
図1〜図4は、本発明の第一実施形態に係る路面凍結検出センサを示す(請求項1に対応する)。
本実施形態に係る路面凍結検出センサ1は、凍結検出対象路面に接地される板状の感温部11と、この感温部11の中央部から一体的に立設する板状のフィン部12とを有するT字型を為す熱伝導性の高い金属(例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金など)から成る感温部材10を備えている。
また、本実施形態に係る路面凍結検出センサ1によれば、感温部11以外は、筐体21により囲繞するとともに、筐体21内の断熱材22により外気温の影響を抑えているので、FBG16が凍結検出対象路面の温度を的確に検出することができる。
次に、本実施形態に係る路面凍結検出センサ1の設置方法について説明する。
先ず、路面凍結検出センサ1の感温部11を路面Rに載置し、感温部11の周囲に外気との置換を防止するためのコーキング材26を取り付ける。次に、路面凍結検出センサ1の筐体21の上部にSUSなどの金属製の板材25を載置し、板材25の上部側から路面R中に向かってボルト27を押し込んで、路面凍結検出センサ1を板材25で押さえ付ける。これによって、ボルト27がアンカーとして機能する。
先ず、路面凍結検出センサ1の感温部11を路面Rに載置し、感温部11の周囲に外気との置換を防止するためのコーキング材26を取り付ける。路面凍結検出センサ1の筐体21の上部に緩衝材28を載せ、その上からドーム型の板材29を載置し、板材29の上部側から路面R中に向かってボルト30を押し込んで、路面凍結検出センサ1を板材29で押さえ付ける。これによって、ボルト30がアンカーとして機能する。
先ず、路面凍結検出センサ1の感温部11を路面Rに載置し、感温部11の周囲に外気との置換を防止するためのコーキング材26を取り付ける。路面凍結検出センサ1の筐体21の両側部にSUSアングルなどのL型金具31を配し、L型金具31の上部側から路面R中に向かってボルト32を押し込んで、路面凍結検出センサ1をL型金具31で押さえ付ける。これによって、ボルト32がアンカーとして機能する。
また、路面凍結検出センサ1は路面に配置された状態で固定されるだけであるから、路面の補修工事時に撤去または待避する作業が少なく、かつ光ケーブルを張り替えることも不要となる。
先ず、感温部11とは反対側の筐体21の上面を路面Rに載置し、路面凍結検出センサ1の筐体21の両側部にSUSアングルなどのL型金具33を配し、L型金具33の上部側から路面R中に向かってボルト34を押し込んで、路面凍結検出センサ1をL型金具33で押さえ付ける。これによって、ボルト34がアンカーとして機能する。次に、感温部11の上に放射冷却用の屋根部材35を取り付ける。屋根部材35には、壁面に通気用のルーバ36が設けてある。
図10は、本発明の第二実施形態に係る路面凍結検出センサを示す(請求項6に対応する)。
本実施形態に係る路面凍結検出センサ40は、上下に設けて路面用路面凍結検出センサ部41と外気温用検出センサ部48とを備えた点で、第一実施形態に係る路面凍結検出センサ1とは相違する。
この感温部材42の両端部には、第一実施形態と同様に、光ファイバ挿通穴または溝を有するブロック形状の端部部材が一体的に形成されている。感温部材42のフィン部44上には、第一実施形態と同様に、FBG46を有する光ファイバ45が、FBG46を−10℃〜80℃で使用可能な接着剤で接着することにより固定されている。光ファイバ45の両端は、第一実施形態と同様に、光ファイバ挿通穴または溝を介して端部部材から突出し光コネクタに連結している。光ファイバ挿通穴または溝においては、第一実施形態と同様に、挿通する光ファイバ45の周囲は接着剤と同じ接着剤またはジェリー状の防水材(例えば、一液室温硬化型のシリコンゴム)によって目詰めが行われている。端部部材から突出する光ファイバ45は、第一実施形態と同様に、端部部材に固定された保護カバー(例えば、ゴム、合成ゴム、軟性樹脂などから成る)により被覆されている。光ファイバ45を接着した感温部材42は、感温部43上にジェリー状の防水材(例えば、一液室温硬化型のシリコンゴム)47を塗布している。
その他の構成は路面用路面凍結検出センサ部41と同様である。
本実施形態によれば、第一実施形態と同様に、凍結検出対象路面に感温部43を接地することにより、接地面の温度が感温部43を介してフィン部44上のFBG46に速やかに伝達され、FBG46が歪みに応じて光反射ピーク波長を変化し、凍結検出対象路面の温度を検出し、光コネクタを介して光ケーブルで連絡する光波長測定装置に伝達することができる。また、感温部43以外は、側板55および断熱材56により囲繞するとともに、断熱材57により外気温の影響を抑えているので、FBG46が凍結検出対象路面の温度を的確に検出することができる。
図11は、本実施形態に係る路面凍結検出センサ40の第一の設置方法を示す(請求項7に対応する)。
先ず、路面用路面凍結検出センサ部41の感温部43を路面Rに載置し、感温部43の周囲に外気との置換を防止するためのコーキング材57を取り付ける。両側の側板55にSUSアングルなどのL型金具58を配し、L型金具58の上部側から路面R中に向かってボルト59を押し込んで、路面凍結検出センサ40をL型金具58で押さえ付ける。これによって、ボルト59がアンカーとして機能する。
図11で設置された路面凍結検出センサ40の上に放射冷却用の屋根部材60を取り付ける。屋根部材60には、壁面に通気用のルーバ61が設けてある。
本設置方法によれば、屋根部材60が凍結検出対象路面における輻射を確実に防止し、FBG53が凍結検出対象路面の外気温を的確に検出することができる。
次に、図13〜図16に基づいて、本発明の第一実施形態に係る路面凍結検出センサ1を用いた路面凍結検出方法について説明する(請求項9に対応する)。
滑走路70の路面Rに設置された水分計(図示せず)やアメダス(雨雪量)情報により、路面が濡れ状態である条件と、外気温度が5℃以下である条件にて、表面温度が0℃以下で、外気温度の変化に追従せず、温度変化がなく、定常状態と判断できる状態の場合に路面が凍結したと判断する。
本実施形態によれば、路面凍結検出センサ1は滑走路70の路面Rに沿って配置された状態で固定されるだけであるから、滑走路70の路面の補修工事時に撤去または待避する作業が少なく、かつ光ケーブル71を張り替えることも不要となる。
なお、本実施形態においては、図6に示す設置方法にて路面凍結検出センサ1を設置する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、図7または図8の設置方法にて路面凍結検出センサ1を設置しても良い。また、図9に示す設置方法にて外気温度を検出することができる路面凍結検出センサ1の設置を併用しても良い。また、路面凍結検出センサ1に代えて路面凍結検出センサ40を、図11または図12に示す設置方法によって設置しても良い。この場合には、路面凍結検出と外気温検出とが同時に行えるので、別途の外気温度を検出する操作が不要となる。
この場合には、図18に示すように、温度差がない場合には、各路面凍結検出センサ80,81,82からの反射光が同じ(5℃)となり、温度差がある場合(3℃〜7℃)には、反射光がそれぞれシフトされた形で検出される。これによって、各路面凍結検出センサ80,81,82における温度分布を検出することが可能となる。
10,42,49 感温部材
11,43 感温部
12,44,51 フィン部
15,45,52 光ファイバ
16,46 FBG
21 筐体
22,56 断熱材
41 路面用路面凍結検出センサ部
48 外気温用検出センサ部
50 外気感温部
55 側板
70 滑走路
71 光ケーブル
72 光接続箱または光スイッチ
73 光波長測定装置
Claims (9)
- 路面に接地される感温部とこの感温部から立設するフィン部とを有するT字型を為す熱伝導性の高い金属から成る感温部材と、
歪みに応じて光反射ピーク波長が変化するファイバブラッググレーティング(FBG)を有し、前記感温部材のフィン部上に該FBGを接着する光ファイバと、
前記感温部材のフィン部および光ファイバを囲繞する断熱部材を備えた筐体と
で構成したことを特徴とする路面凍結検出センサ。 - 請求項1記載の路面凍結検出センサの感温部を路面に載置し、前記路面凍結検出センサの筐体の上部に板材を載置し、前記板材と路面との間をボルトによって締結することを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 請求項1記載の路面凍結検出センサの感温部を路面に載置し、前記路面凍結検出センサの筐体の上部にドーム型の板材を載置し、前記板材と路面との間をボルトによって締結することを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 請求項1記載の路面凍結検出センサの感温部を路面に載置し、前記路面凍結検出センサの筐体の両側にL型金具を取り付け、前記L型金具と路面との間をボルトによって締結することを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 請求項1記載の路面凍結検出センサの設置方法において、前記感温部を大気側に向けて前記筐体を路面に載置し、該感温部の上部に放射冷却用の屋根部材を取り付けることを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 路面に接地される感温部とこの感温部から立設するフィン部とを有するT字型を為す熱伝導性の高い金属から成る感温部材と、歪みに応じて光反射ピーク波長が変化するファイバブラッググレーティング(FBG)を有し、前記感温部材のフィン部上に該FBGを接着する光ファイバとを有する路面用路面凍結検出センサ部と、
大気側に配置される外気感温部とこの外気感温部から立設するフィン部とを有するT字型を為す熱伝導性の高い金属から成る感温部材と、FBGを有し、前記感温部材のフィン部上に該FBGを接着する光ファイバとを有する外気温用検出センサ部と、
前記路面用路面凍結検出センサ部および外気温用検出センサ部のフィン部および光ファイバを囲繞する断熱部材を備えた側板とを備え、
前記路面用路面凍結検出センサ部と外気温用検出センサ部とは、それぞれの前記FBGを対向して前記側板に取り付けられている
ことを特徴とする路面凍結検出センサ。 - 請求項6の路面凍結検出センサ温度センサの路面用路面凍結検出センサ部の感温部を路面に載置し、前記側板の両側にL型金具を取り付け、前記L型金具と路面との間をボルトによって締結することを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 請求項7記載の路面凍結検出センサ温度の設置方法において、前記外気温用検出センサ部の外気温感温部の上部に放射冷却用の屋根部材を取り付けることを特徴とする路面凍結検出センサの設置方法。
- 請求項1または請求項6記載の路面凍結検出センサを、請求項2〜請求項5、請求項7,請求項8の何れか記載の路面凍結検出センサの設置方法によって路面に所定数設置し、各路面凍結検出センサ間を光ケーブルで接続し、前記光ケーブルの一端部からパルス光を入射し、各路面凍結検出センサからの反射波長を受光し、路面温度を測定することを特徴とする路面凍結検出方法。
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