JP2008003069A - 雨検知警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一般人又は職人が日光及び風の利用による乾燥時に、降雨による被害防止として取付容易で日常操作が不用な降雨開始を通報させる装置がない。
【解決手段】 屋外の側壁又は任意の形状の支柱に取付可能な取付枠と側面からの風雨と上面からの飛来物を落下させる円筒形筐体を固定し、筐体内部に降雨時に電気抵抗値が低下する電極を設けた雨検知器とこの信号をケ−ブルで屋内に設置した警報器に接続して、雨検知器の電極の電気抵抗値が一定値以下を微雨信号又は本降り信号を判別した雨検知信号として取出し、降雨開始時に警報器のタイマ−で自動的に毎日設定した時間帯のみ警報器ブザ−と無線警報送受信器により任意場所に短時間警報音を発生させ、降雨開始時の被害防止をさせると同時に降雨中は継続して雨表示ランプを点灯させる装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は降雨開始から一定雨量以上を検知時に屋内の住人に通報を目的として、雨検知器、警報制御回路、警報器を組合せて構成する雨検知警報装置に関する。

従来の降雨量測定として、気象観測では各種の雨量測定装置が使用されている。
又降雨開始検知として雨滴検出に発光素子と受光素子を用いて光学的に検知するものと一対の電極間の降雨による電気抵抗値の変化を検知するものがあり、電気回路を用いた出力で警報と駆動機構を動作させる考案がある。

本発明は電気抵抗値の変化を利用した降雨検知の警報装置であり、従来の電気抵抗値の変化を利用による検知器および駆動機構については次のような各種の考案がある。

ブリツジ回路に組み込まれた電気抵抗歪ゲ−ジの一組を雨検知器として用いて、雨降り状態或いは濡れ状態の検出と、特別のヒ−タを介在させなく常時使用の電圧供給源からブリツジ回路電流で雨滴を自然に乾燥する考案。（特許文献１ 参照）

一対の櫛歯状電極を棒状にし、電極の上端の高さを電極間で異なる方法によりゴミ等の飛来物で両電極の短絡による誤検知および水滴を電極間隔からスム−ズに落下させ、水滴残留による誤検知を防止する考案。（特許文献２ 参照）

塵・埃等を阻止する濾紙・布等のフイルタ−により降雨集積する漏斗を用い、集積した雨を別の検知するセンサにより検出した信号で送信し、これを受信した出力で動力手段となるアクチュエ−タ−を動作させる考案。（特許文献３ 参照）
公開特許公報 特開平１０−２２７８７４ 公開特許公報 特開平 ８−２７８２６９ 公開特許公報 特開２０００−２３０９８５

屋外で日光・風等を利用して乾燥する一般人又は職人には、天候の急変により降雨で洗濯物・布団および商品等に被害を受ける事が有るが、取付が簡単で日常操作が不用な降雨開始時を通報できる一般家庭用又は職人用の装置はない。

本発明は、雨検知器を屋外に取付けて屋内の警報器にケ−ブルで接続し、降雨開始毎に警報音発生と降雨期間中のランプ表示で、降雨による被害を防ぐ装置を提供する。

従来の雨検知器では、霧雨から夕立まで早期に微雨量の検知が困難で、長期間の降雨毎に濡れ・乾燥の繰返しにより、雨中に含まれる塵・埃類が電極間の表面に固着し雨検知感度が劣化しやすく電極の交換も容易でない。又電極を保持する筐体は、屋外に取付が容易でなく外部からの飛来物を除去出来る構造が複雑である。

本発明は、特定の形状と材質による電極で降雨開始時に高感度とさせ、塵・埃による劣化防止と電極を飛来物から保護し、電極の不具合時の交換が容易であり検知器の筐体を屋外の壁および任意の支柱に取付が容易な雨検知器を提供する。

従来の雨検知による警報発生方法では、降雨初期に短時間の微雨量による降雨と乾燥の繰返しにより警報音が多発すれば煩わしい。又検知感度を低下させれば多発の警報音は避けられるが早期の雨検知が困難となる。
更に降雨が一日に複数回発生した場合には、目的により警報音を一回又は複数回の選択および夜間の警報停止を自動的にさせる事が困難である。

本発明は、警報器内に電子回路の降雨判別回路・タイマ−回路・警報判別回路等を用いて、前記の機能を解決する手段を提供する。

霧雨から夕立までの降雨により一定雨量以上を検知し警報を発生させる手段として、屋外の任意の場所に取付可能な筐体内に雨量の増加に伴い電気抵抗値が低下する電極を内蔵させた雨検知器と、降雨時に前記雨検知器から有線による電気抵抗値が設定値以下で警報音とランプ表示が可能な警報器と接続し、一日の任意に設定した時間帯の降雨開始時に警報器のブザ−音と無線警報送信器による無線警報受信器の音声により屋内の任意場所にいる住人に短時間のみ通報させ、降雨中は連続して雨ランプを点灯させる。

雨検知器は、一対の櫛歯状で一定間隔で直列に接続した複数の円形状の電極をプリント基板上に設け雨に溶けにくい無公害の半球状金属を電極に融着させ、大小の雨滴に均等で高感度になるようにする。又降雨毎に雨中に含まれる塵・埃を隣り合った両電極間の溝に集めるようにして、長期間の塵・埃による両電極間の検知感度の劣化を防ぐ電極を内蔵する構造とする。

雨検知器の筐体は円筒状とし、筐体内部の電極と警報器の接続ケ−ブル端子の着脱で電極の交換を容易にして筐体底部の穴からネジで電極を固定し、筐体外部は側面からの風雨を防止させる。筐体上面には複数の降雨穴を設け降雨のみ通過させ上部からの飛来物を筐体の外部に落下させる。筐体の先端を開放して電極の雨滴を落下させ、他端を屋外の側壁又は任意の形状の柱にネジかバンド等で取付け可能な穴付の取付枠に筐体を固定させる。

警報器で警報音を発生させる手段として、一定時間内の微雨量で雨検知と乾燥の繰返しによる複数の雨検知信号による警報音数は一回のみとして継続して発生する警報音による煩わしさを防ぎ、２４時間で繰返し動作するタイマ−により設定した時間帯に一定時間以上の間隔で発生する複数の警報音を一回で停止又は継続させるか選択できるようにする。

霧雨から夕立までの降雨開始時の一定雨量以上に対し、屋内の警報器で知ることが出来るので、屋外の洗濯物・布団・自然乾燥物などの取込みが早く出来るので被害を少なくする事が出来る。

屋内の警報器による警報音以外にも屋内の任意の部屋に設置した無線警報受信器により、何処にいても降雨開始時を警報音で知る事が出来る。

警報音は、昼間の任意に設定した特定時間帯のみ発生させ夜間は停止させる事が出来る。

一日のうち降雨と停止の繰り返しが続く場合には、警報音を最初の一回のみで停止するか、降雨毎の警報音とするかを用途により選択することが出来る。

降雨期間中は、連続して警報器の雨ランプの点灯により、屋内で降雨状態を知ることが出来る。

雨検知器は屋外の側壁又は形状と大きさの異なる柱にネジかバンド等で取付が可能で、開閉する扉又は窓の上部に薄いケ−ブルを通線させて、屋内の警報器と接続する事により、特別の工事が不用で簡単に装置の取付が出来る。

雨検知器は円筒状の筐体内部に電極を設けて、側面の風雨防止と上面の複数の降雨穴からの飛来物を防止し電極を保護する。

雨検知器は、長期間の使用中に降雨に含まれる粉塵による汚れで雨の検知感度が低下するので、雨検知器内の電極のみ交換が簡単に出来る。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明につき図１〜図８に基づいて説明する。

図１は、雨検知器１と接続ケ−ブル２により接続した警報器３で構成した雨検知警報装置の接続図で、下記の動作をする。
雨検知器１は電極１０を内蔵して、雨滴により電極間の抵抗値が低下する信号を有線で警報器３に内蔵する警報器制御回路３ａの検知回路２０に入力する。
検知回路２０で雨検知と判定した雨検知信号で警報回数選択回路４０と警報音発生回路５０に入力し、雨検知信号の発生期間中は雨ランプ３ｄを点灯する。
タイマ−回路３０は、警報音の発生可能な警報時間帯を、毎日繰り返して出力して、警報回数選択回路４０と警報音発生回路５０を制御し、警報時間帯には監視ランプ３ｅを点灯する。
警報回数選択回路４０は、降雨開始時の警報音を一回で停止させるか、降雨毎とするかを選択して、警報音発生回路５０に入力する。
警報音発生回路５０は、タイマ−回路３０による警報時間帯に検知回路２０の雨検知信号により、短時間の警報音出力を警報選択回路４０で選択した回数を警報ブザ−３ｂと無線警報送信器３ｃによる複数の無線警報受信器４の動作をさせる。

図２に雨検知器１と警報器３および無線警報受信器４の設置場所を示す。
雨検知器１は、屋外に設けた雨検知器支柱５に固定し、接続ケ−ブル２により屋内の廊下又は居室の警報器設置室６に設置した警報器３と接続する。
警報器３は、主に昼間を警報時間帯に設定して降雨の監視をおこない、監視ランプ３ｅを点灯させる。
降雨時には、屋内の何処でも降雨開始時がわかるように警報ブザ−３ｂと、警報器３に設けた無線警報送信器３ｃにより、警報ブザ−３ｂの警報音が届かない一階居室７と二階居室８に無線警報受信器４を設け警報音声を発生させる。降雨期間中は、雨ランプ３ｄを点灯させる。

図３には図１の電極１０を構成する半球状金属１０ｂを融着したプリント電極１０ａの構造を、拡大して上面図と側面図で示す。
プリント電極１０ａは、図３の上面図に示す櫛歯状の円形の電極部分と電極の中間部分で均一雨量による検知感度を比較すると、微小雨滴では雨滴数は多くなるが、両電極間の検知感度の高い円形部分では雨滴数の割合は少くなくなり、これに対し雨滴が大きくなると雨滴数は少ないが検知感度の高い部分の割合が広がるので、電極の中間部分を特定距離に設定させ雨滴の大きさに関わらず均等な検知感度に近づける事が出来る。
前記の複数の円形の電極をプリント基板上に接続してこの電極部分に無公害で水に溶けにくい金属を側面図に示す如く半球状で半田鏝等で融着し、図４の如くプリント電極１０ａと接続ケ−ブル２に接続出来る端子をつけた端子付電極板１０ｃとする。

雨検知器１として、図４に示す端子付電極板１０ｃは、前記の方法で作成する事により、降雨量に対し高感度で大小の雨滴に均等な感度に近づけ、降雨時の雨粒に含まれる塵・埃は金属電極の溝部分には多く落下させるので、長期間の降雨の乾燥の繰り返しによる塵・埃により付着は、金属電極上では薄く溝部分は厚くなるので、電極間の導通の劣化を遅らせる事が出来る。

図５は、雨検知器１を構成する部品として、端子付電極板１０ｃ・固定スペサ−１１ｂ・円筒状筐体１１ａ・取付枠１１ｄと取付けネジ類と接続ケ−ブル２からなり、その外観と構造を示す。
これらは端子付電極板１０ｃの端子に警報器の接続ケ−ブル２を接続し、これを円筒状筐体１１ａの内部に先端から挿入して、底面から電極固定ネジ１１ｃで固定スペサ−１１ｂに固定する。円筒状筐体の他端から接続ケ−ブル２を取出し、取付枠１１ｄに２組の円筒状筐体固定ネジ１１ｅで固定して雨検知器１を図６に示すように組立てる。

雨検知器１として図６に示す円筒状筐体１１ａを傾斜して取付け、側面からの風雨を防止と上部からの落下物は円筒状の外筒で滑り落させ、降雨は２ケの降雨穴から端子付電極板１０ｃで検知し、雨滴を円筒状筐体１１ａの先端穴から落下させ、降雨後には先端穴からの通風で電極表面を乾燥させる。
端子付電極板１０ｃが不具合時には、円筒状筐体１１ａに固定した電極固定ネジ１１ｃをはずして端子付電極板１０ｃを外部に引出し電極表面の清掃が可能であり、更に劣化時には接続ケ−ブル２を外し、新しい端子付電極板１０ｃと交換できる。

雨検知器１を屋外の側壁の固定には、図６に示す取付枠１１ｄの２ケ所の背面取付穴にネジで側壁に固定させる。角形又は丸形形状と大きさの異なる支柱に固定には、取付枠１１ｄ側面の２ケ所の上部取付穴および２ケ所の下部取付穴と支柱にそれぞれ金属又は紐等のバンドを巻きつけて固定させる。接続ケ−ブル２は取付枠１１ｄを固定した円筒状筐体１１ａの背面下部から引出し、警報器３と接続させる。

図７は、警報器２の電子部品で構成した図１の制御回路３ａの動作説明図を示すが、マイクロコンピユ−タを用いても前記の制御回路３ａと同等な動作をさせる事が出来る。
以下に制御回路３ａで構成する検知回路２０・タイマ−回路３０・警報回数選択回路４０・警報音発生回路５０の詳細な動作を説明する。

検知回路２０は、図１の雨検知器１の電極１０からの降雨量に応じて変化する抵抗値ｒと、検知回路２０の可変抵抗器２３のＶＲで分割された電圧をコンパレタ−Ａ２１に入力し、比較電圧ｖ以上でコンパレ−タ２１の出力Ｂは動作する。雨検知信号の入力電圧は、（１）式のごとくなる。雨検知信号の入力電圧＝Ｆ×（ＶＲ／ＶＲ＋ｒ）＞ｖ・・・（１）
（１）式よりｒ値は（２）式のごとく変換される。
ｒ＜ＶＲ×（Ｆ−ｖ）／ｖ・・・（２） ＶＲ：可変抵抗値 Ｆ：雨検知器の印加電圧
これにより雨検知の抵抗値ｒは、（２）式で算出できてＶＲにより検知雨量を可変出来る。
通常の降雨時には、初期降雨の一定時間が経過後に本格降雨期間となる事が多く、一例としてＱ１，Ｑ２，Ｑ３の降雨・乾燥の繰り返す初期降雨期間とＱ４による本格降雨期間の状態を図８のタイミングチャ−ト図のＡに示す。
Ｑ１が警報設定雨量ＱＳ以上に達すると、検知回路２０のコンパレ−タＡ２１の入力は、比較電圧ｖ以上となり、これによるコンパレ−タＡ２１の出力Ｂの変化をタイミングチャ−ト図のＢに示す如く変化する。
出力Ｂが発生する時間幅Ｔ１は、コンパレ−タＢ２２の入力電圧Ｃがコンデンサ−２４の容量Ｃと固定抵抗器２５の抵抗値Ｒで決まる時定数Ｃ×Ｒ値により比較電圧ｖ以下となるまでの時間幅Ｔ１によりきまる。この入力状態を、タイミングチャ−ト図のＣに示す。
コンパレ−タＢ２２の出力Ｄは、出力Ｂの発生後のＴ１で出力が反転して０Ｖになる動作をタイミングチャ−ト図のＤに示す。出力Ｄは検知回路２０の雨検知信号として、警報回数選択回路４０と警報音発生回路５０に入力される。
又Ｑ１により短時間でも出力Ｄが発生すると、出力Ｄによりダイオ−ドＡ２６を経由でコンパレ−タＡ２１の入力にフイ−ドバツクされるので、出力ＤはＱ１の時間幅に関係なくＴ１間は継続し、引き続きＱ２，Ｑ３がＴ１以内に発生しても出力Ｂ，Ｄは変化しない。又ダイオ−ドＢ２７は、コンデンサ−２４が放電時に入力Ｃを０Ｖに保持する。
本格降雨期間によるＱ４では、コンパレ−タＡ２１の出力Ｂが降雨期間中は保持され、出力Ｄは初期降雨期間と同様に時間幅Ｔ１の一回のみで停止する。

タイマ−回路３０は、一日２４時間で警報音の発生可能な監視時間帯を設定するもので、時間帯設定器３２により時間帯の設定後に、監視開始時に開始スイツチ３１の操作により２４時間で繰り返し動作するタイマ−回路３３を動作させ、タイマ−スイツチ３４をｂ側からａ側に切換え、タイマ−出力を０ＶからＦＶにする。設定された時間後にはタイマ−回路３３からの信号によりタイマ−スイツチ３４をａ側からｂ側に切換えて出力をＦＶから０Ｖに復帰させる。開始スイツチ３１は一回の設定で毎日自動的に監視時間帯の切替をさせる。

警報回数選択回路４０は、検知回路２０からの一日の警報出力回数を選択するもので、警報音回数を一回で停止させる方法として、検知回路２０から初回のコンパレ−タＢ２２の出力Ｄ信号はタイマ−回路３０の監視時間帯にＡＮＤ回路４１を通過させ、ＦＦ回路４３の出力をＦＶから０Ｖに変換して切替スイツチ４４のｂ側に０Ｖ出力とＡＮＤ回路４１を制御し、次回以後の出力Ｄ信号を停止させＦＦ回路４３の出力を保持する。
タイマ−回路３０が監視時間帯を経過すると、タイマ−スイツチ４４ｂからの０Ｖ出力に復帰し、反転回路４２によりＦＦ回路４３をリセットしてＦＦ回路４３の出力をＦＶに復帰させる。
この動作により切替スイツチ４４の一回を選択したｂ側には、初回の出力Ｄ信号が発生前はＦＶを発生後は０Ｖとし、切替スイツチ４４を複数回に選択したａ側では常時ＦＶにして、ＡＮＤ回路Ｂ５３を制御する。

警報音発生回路５０は、タイマ−回路３０による監視時間帯のみ、ＡＮＤ回路Ａ５１で検知回路２０からの警報音信号を取出し、ワンショツト回路５２で一定時間幅Ｔ２とし、警報回数選択回路４０の切替スイツチ４４のａ側又はｂ側で選択した制御出力が、ＦＶ時のみＡＮＤ回路５３で通過させ警報音出力Ｅとして警報ブザ−３ｂと無線警報送信器３ｃをＴ２間動作させる。
タイミングチャ−ト図８のＥに初回の警報音出力Ｔ２と二回以上の警報音出力Ｔ２は点線部分（タイマ−スイツチ４４をａ側に接続時）を動作させる。

図９は、一例として雨検知器を屋外の物干台の支柱に固定バンドで固定して、雨検知器からの接続ケ−ブルを屋外から屋内に通線する場合に壁の貫通を必要とせず、ガラス戸又は窓の上部の隙間に薄手のケ−ブルで中継端子を用いて通線して警報器に接続して、降雨開始時に警報音で早期に把握して、洗濯物又は布団等の取入れに役立つ実施例を示す。

本発明の雨検知警報装置の接続図 同雨検知警報装置の設置図 同雨検知器の電極の構造図 同雨検知器の電極板図 同雨検知器の部品斜視図 同雨検知器の完成品斜視図 同警報器の制御回路の動作説明図 同警報器のタイミングチャ−ト図 同雨検知警報装置の実施例

符号の説明

１・雨検知器 ２・接続ケ−ブル
３・警報器
３ａ・警報器制御回路 ３ｂ・警報ブザ− ３ｃ・無線警報送信器
３ｄ・雨ランプ ３ｅ・監視ランプ
４・無線警報受信器
５・雨検知器支柱 ６・警報器設置室
７・一階居室 ８・二階居室
１０・電極
１０ａ・プリント電極 １０ｂ・半球状金属 １０ｃ・端子付電極板
１１・雨検知器筐体
１１ａ・円筒状筐体 １１ｂ・固定スペ−サ １１ｃ・電極固定ネジ
１１ｄ・取付枠 １１ｅ・円筒状筐体固定ネジ
２０・検知回路
２１・コンパレ−タＡ ２２・コンパレ−タＢ ２３・可変抵抗器
２４・コンデンサ− ２５・固定抵抗器 ２６・ダイオ−ドＡ
２７・ダイオ−ドＢ
３０・タイマ−回路
３１・開始スイツチ ３２・時間帯設定器 ３３・タイマ−回路
３４・タイマ−スイツチ
４０・警報回数選択回路
４１・ＡＮＤ回路 ４２・反転回路 ４３・ＦＦ回路
４４・切替スイツチ
５０・警報音発生回路
５１・ＡＮＤ回路Ａ ５２・ワンショツト回路 ５３・ＡＮＤ回路Ｂ

Claims (4)

1. 霧雨から夕立までの降雨により一定雨量以上を検知し警報を発生させる手段として、屋外の任意の場所に取付可能な筐体内に雨量の増加に伴い電気抵抗値が低下する電極を内蔵させた雨検知器と、降雨時に前記雨検知器から有線による電気抵抗値が設定値以下で警報音とランプ表示が可能な警報器と接続し、一日の任意に設定した時間帯の降雨開始時に警報器のブザ−音と無線警報送信器による無線警報受信器の音声により屋内の任意場所にいる住人に短時間のみ通報させ、降雨中は連続して雨ランプを点灯させる雨検知警報装置。
2. 請求項１の雨検知器は、一対の櫛歯状で一定間隔に直列接続した複数の円形状電極をプリント基板上に設け雨に溶けにくい無公害の半球状金属を前記電極に融着させ、大小の雨滴に均等で高感度になるようにし、降雨毎に雨中に含まれる塵・埃を隣合つた両電極の溝に集めるようにして、長期間の塵・埃による両電極間の検知感度の劣化を防ぐ電極を内蔵する雨検知警報装置。
3. 請求項１の雨検知器の筐体は円筒状とし、筐体内部の電極と警報器の接続ケ−ブル端子の着脱で電極の交換を容易にして筐体底部の穴からネジで電極を固定させ、筐体外部は側面からの風雨を防止し、上面には複数の降雨穴を設け降雨のみ通過させ上部からの飛来物を筐体の外部に落下させる構造とし、先端を開放して電極から雨滴を落下させ、他端を屋外の側壁又は任意の形状の柱にネジ又はバンド等で取付可能な穴付の取付枠に筐体を固定させる雨検知警報装置。
4. 請求項１の警報器で警報音を発生させる手段として、一定時間内の微雨量で雨検知と乾燥の繰返しによる複数の雨検知信号による警報音数は一回のみとして継続して発生する警報音による煩わしさを防ぎ、２４時間で繰り返し動作するタイマ−により設定した時間帯に一定時間以上の間隔で発生する複数の警報音を一回で停止又は継続させるか選択できる雨検知警報装置。

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