JP2009058227A

JP2009058227A - 環境測定装置及びシステム

Info

Publication number: JP2009058227A
Application number: JP2007223147A
Authority: JP
Inventors: Michio Horiuchi; 道夫堀内
Original assignee: SOLAR WIND TECHNOLOGIES Ltd
Current assignee: SOLAR WIND TECHNOLOGIES Ltd
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】ケーシング内のレイアウトを規制することのない環境測定装置を提供する。
【解決手段】環境測定装置１００は、各々ユニットが装着されるユニット受け部１１０と、各ユニット受け部１１０を塞ぐ蓋部１２０とを備える。各ユニット受け部１１０は、環境測定装置１００内で懸架等することにより中空保持する。また、環境測定装置１００は、撮像ユニットを用いる場合に有用なカメラ１３０と、環境測定装置１００本体の雨量測定ユニットを用いる場合に有用な樋１４０と、紫外線測定ユニットを用いる場合に有用な天窓１５０と、その他各ユニットに付帯する外部センサなどとユニットとの接続線を通す配線スペース１６０と、環境測定装置１００の内部に送風するためのファン１７０と、風向風速測定ユニットを用いる場合に有用な開口部１８０などが選択的に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、百葉箱などの環境測定装置及びシステムに関する。

従来、電子回路やコンピュータを用いた電子機器による、過酷な環境での長期気象、環境測定を行うにあたり、測定精度向上のために備えたファンなどによる送風機能を利用し、センサだけでなく電子機器へも送風することで冷却を行うことで、電子機器を含んだ測定装置の一体化、小型化、低コスト化を行いながら、長期間、過酷な環境下において気象や環境の測定を行うことが可能となる技術がある（特許文献１）。

具体的には、特許文献１には、ケーシングと、該ケーシングに設けられた空気流入口と空気流出口とを有する通風路と、該通風路内に設けられた気象環境測定部と、を有する気象環境測定装置であって、前記気象環境測定部は、ある風量を前記通風路に能動的に発生させる風量発生機構と、前記ある風量を与えることにより測定精度が向上するセンサ部と、該センサ部と関連付けされ前記センサ部によるセンサリングに基づいて気象又は環境の計測を行う測定用電子機器であって、前記モニタ部よりも風下側に設けられた測定用電子機器と、を有することを特徴とする気象環境測定装置が開示されている。

特許３８５１９５４号公報

しかし、特許文献１に記載されている発明は、モニタ部よりも風下側に測定用電子機器を設けるなどの規制があるため、ケーシング内の限られたスペースを有効活用しにくいという問題がある。これは、センシング対象が固定的かつ限定的であればともかく、種々のセンシング対象を備えようとすると、ケーシングが大型化するなどの二次的な問題も生じる。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて、可能な限りケーシング内のレイアウトを規制することのない環境測定装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の環境測定装置は、
同大かつ同形状のケーシングを有する測定ユニットを受けるユニット受け部と、
前記ユニット受け部を中空保持する中空保持部とを備える。

なお、前記測定ユニットは、例えば、周辺温度を測定する温度測定ユニットと、周辺湿度を測定する湿度測定ユニットと、周辺紫外線量を測定する紫外線測定ユニットと、周辺日照時間を測定する日照時間測定ユニットと、周辺ガス種別或いは特定ガス濃度などを測定するガス測定ユニットと、周辺雨量を測定する雨量測定ユニットと、積雪量を測定する積雪量測定ユニットと、周辺気圧を測定する気圧測定ユニットと、周辺風向又は風速を測定する風向風速測定ユニットと、地中熱を測定する地中熱測定ユニットと、日射量を測定する日射量測定ユニットと、周辺映像を撮影する撮像ユニットと、池などの水温を測定する水温測定ユニットと、地震を計測する地震計測ユニットと、前記各測定ユニットで測定されたデータを送信する通信ユニットとの中から選択すればよい。

また、環境測定装置本体には、太陽光の採光窓部と、風向又は風速測定用開口部と、雨量測定用の集雨部と、周辺映像を撮像する撮像機と、前記各ユニットの駆動電力を生成する太陽電池とのいずれかが設けられている。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の環境測定システムの模式的な構成図である。環境測定システムは、典型的には学校や公共施設等に設置される環境測定装置１００と、環境測定装置１００によって測定されたデータを収集するデータベース３００と、環境測定装置１００とデータベース３００とを接続するインターネットなどのネットワーク２００とを備えている。

環境測定装置１００は、種々のユニットを、選択的に、着脱可能な構成としている。ここでのユニットとしては、例えば、周辺温度を測定する温度測定ユニットと、周辺湿度を測定する湿度測定ユニットと、周辺紫外線量を測定する紫外線測定ユニットと、ＳＯ_ｘ，ＮＯ_ｘ，ＣＯ_２，ＰＳＭなどを含む周辺ガス種別或いは特定ガス濃度などを測定するガス測定ユニットと、周辺雨量を測定する雨量測定ユニットと、積雪量を測定する積雪量測定ユニットと、周辺気圧を測定する気圧測定ユニットと、周辺風向及び風速を測定する風向風速測定ユニットと、地中熱を測定する地中熱測定ユニットと、日射量を測定する日射量測定ユニットと、周辺映像を撮影する撮像ユニットと、池などの水温を測定する水温測定ユニットと、地震を計測する地震計測ユニットと、各ユニットで測定等されたデータをログするとともにデータベース３００に対して送信するログ通信ユニット等があげられる。なお、ログ通信ユニットに代えて、各ユニットで測定等されたデータをログするとともにこれに接続されたパーソナルコンピュータなどに対して当該データを出力するログ出力ユニットを備えてもよい。

このため、環境測定装置１００のユーザは、環境測定装置１００の設置場所等を考慮して、各種ユニットのうち所望のセンサが内蔵されているユニットを取捨選択して、環境測定装置１００に装着することができる。

環境測定装置１００に対してログ通信ユニットを装着した場合には、環境測定装置１００内に装着された他のユニットによって収集されたデータに、送信時刻又は測定時刻等を付加して、例えば、１時間毎など定期的に、データベース３００に送信すればよい。一方、環境測定装置１００に対してログ通信ユニットを装着せず、小学校又は中学校の理科の授業等で児童又は生徒にデータを採取させたり、そのグラフ化等をさせたりすることもできる。

なお、データベース３００には、専用線或いはネットワーク２００などを通じて、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置を接続するとよい。こうすると、当該情報処理装置のユーザが、データベース３００に格納された各種データを読み出して、データの分析を行ったり、さらには、分析結果を本システムのユーザがダウンロードできるようにしたりといった作業も可能となる。

また、環境測定装置１００の屋根には、太陽電池が用いられている。太陽電池によって得られる電力は、各種ユニットの駆動源とされる。

図２は、図１に示す環境測定装置１００の模式的な構成図である。環境測定装置１００は、既述のように、種々のユニットを、選択的に、着脱可能な構成としている。本実施形態では、種々のユニットを、同大かつ同形状のケーシングとしおき、いずれのケーシングを、基本的には、どの位置にでも着脱可能な構成としている。このため、例えば、温度測定ユニットを用いる場合であっても、高精度の温度測定ユニットを用いることもできるし、低精度の温度測定ユニットを用いることもできる。

具体的には、環境測定装置１００は、各々ユニットが装着されるユニット受け部１１０と、各ユニット受け部１１０を塞ぐ蓋部１２０とを備える。各ユニット受け部１１０は、環境測定装置１００内で懸架等することにより中空保持して、通風路及び通気性を確保するとともに、放熱性も確保している。中空保持部は板状であっても棒状であってもよいが、板状のものとし、かつ、伝熱性を備えた素材を採択すると、放熱効果が一層高まるという利点がある。なお、中空保持部も表面積を稼ぐように加工するとよい。

また、各ユニット受け部１１０は、アルミニウム等の軽量かつ伝熱性に優れた素材からなり、その形状は表面積を稼ぐために断面を波状にしたり、ヒートシンク等に接続したりしている。同様に、蓋部１２０及び環境測定装置１００本体についても、上記の通気性、放熱性を妨げないように、多孔質の材料からなるルーバとしている。

環境測定装置１００は、撮像ユニットを用いる場合に有用なパノラマカメラ又は全方位カメラなどのカメラ１３０と、環境測定装置１００本体の雨量測定ユニットを用いる場合に有用な樋１４０と、紫外線測定ユニットを用いる場合に有用な天窓１５０と、その他各ユニットに付帯する外部センサなどとユニットとの接続線を通す配線スペース１６０と、環境測定装置１００の内部に送風するためのファン１７０と、風向風速測定ユニットを用いる場合に有用な開口部１８０などが選択的に設けられている。

なお、ファン１７０を設けた場合には、ファン１７０によって環境測定装置１００の内部に流入された風を、環境測定装置１００の外部に出すための流出口を、対角位置などに設けるとよい。また、ユニット間の温度差が生じないように、例えば、ファン１７０を大きくする、或いは、蓋部１２０に対する反対面をテーパ状に狭めていき先端に換気扇を取り付けて一様に排気をすることも有用である。さらに、環境測定装置１００本体には、ログ通信ユニットにログされたデータを表示するディスプレイ１９０を設けるようにしてもよい。そして、例えば、年間最高気温（３０℃と例示）及び年間最低気温（５℃と例示）等をディスプレイ１９０に対して出力する出力手段をログ通信ユニットに設ければ、年間最高気温等をディスプレイ１９０に表示させることが可能となる。

図３は、図２に示す環境測定装置１００の使用例を示す図である。図３には、環境測定装置１００のユニット受け部１１０に対して、温度測定ユニット１９１と、湿度測定ユニット１９２と、紫外線測定ユニット１９３と、ガス測定ユニット１９４と、雨量測定ユニット１９５と、気圧測定ユニット１９６と、風向風速測定ユニット１９７と、撮像ユニット１９８と、ログ通信ユニット１９９とを装着した状態を示している。

撮像ユニット１９８は、環境測定装置１００の例えば屋根に設けられたカメラ１３０によって撮像された、環境測定装置１００の周辺映像を取り込む。そして、撮像ユニット１９８は、内蔵するメモリに、その周辺映像をログする、又は、ログ通信ユニット１９９に対して出力する。なお、ガラスドームの日射計を用いる場合には、カメラ１３０をドーム内に設置してもよい。この場合、日射計は、環境測定装置１００の屋根の中央部分においてもよいし、角部分においてもよい。

雨量測定ユニット１９５は、環境測定装置１００の例えば屋根に付帯して設けられた樋１４０によって集められた雨量のセンシング結果を収集する。そして、雨量測定ユニット１９５は、内蔵するメモリに、そのセンシング結果をログする、又は、ログ通信ユニット１９９に対して出力する。もっとも、樋１４０に代えて、所定の雨量により可動する枡を用いることで雨量測定を行ってもよい。

紫外線測定ユニット１９３は、天窓１５０を通過する紫外線量をセンシングする。そして、紫外線測定ユニット１９３は、内蔵するメモリに、そのセンシング結果をログする、又は、ログ通信ユニット１９９に対して出力する。なお、紫外線測定ユニットに代えて、日射時間をセンシングする日射時間測定ユニットを設けてもよい。

風向風速測定ユニット１９７は、例えば、ドップラーライダ方式などを採用していて、開口部１８０からレーザパルスを大気へ送信するとともに、大気中のエアロゾルからの散乱光を受信することによって、風向風速をセンシングする。そして、風向風速測定ユニット１９７は、内蔵するメモリに、そのセンシング結果をログする、又は、ログ通信ユニット１９９に対して出力する。なお、ファン１７０を設ける場合には、ファン１７０によって環境測定装置１００の内部に流入された風によって、風向風速のセンシング結果が影響を受けないように、風向風速測定ユニット１９７と開口部１８０との間には風除け等を形成するとよい。

その他のユニットについては、物理的なセンサ（例えば、水銀温度計）又は電気的なセンサ（例えば、サーミスタ温度計）を内蔵する、或いは、これらに対応する外部センサを、配線スペース１６０を通す接続線を通じて、環境測定装置１００の外部に設けて、所要のセンシングを行えばよい。

なお、各ユニットの装着位置は、図３に示した態様に限定されないが、紫外線測定ユニット１９３、及び、風向風速測定ユニット１９７の装着位置は、天窓１５０及び開口部１８０の近傍に位置させると、無駄な配線及びセンサの取り付けが不要になるというメリットがある。すなわち、例えば、紫外線測定ユニット１９３を、雨量測定ユニット１９５が装着されているユニット受け部１１０（ユニット受け部中央部）に装着しようとすると、天窓１５０の下部に、紫外線センサを設け、かつ、ここからユニット受け部中央部に対して配線する必要が生じてしまう。したがって、図３に示すような態様で、一部のユニットを装着するとよい。

また、環境測定装置１００の蓋部１２０などに設けられたファン１７０を回転させることにより、環境測定装置１００の内部に対してガス濃度を均一化したり、環境測定装置１００の内部で生じた熱を外部に放出したり、更には各ユニットにおける発熱体自体を冷却したりするとよい。これにより、環境測定装置１００内の環境を、従前の百葉箱内の環境と同等の環境とすることができる。

図４は、センサを内蔵するタイプのユニットのケーシング１０を示す図である。図４に示すタイプのユニットとしては、温度測定ユニット１９１と、湿度測定ユニット１９２と、ガス測定ユニット１９４と、雨量測定ユニット１９５と、気圧測定ユニット１９６と、撮像ユニット１９８と、ログ通信ユニット１９９とが該当する。

この種のユニットは、後述するタイプのユニットとは異なり、使用時に、内蔵機器及び内蔵センサ等を全面的に一様に覆うようなケーシング１０としている。ケーシング１０には、ユニット受け１１０から抜き出す際に把持する取手部１１がケーシング１０の蓋部に設けられている。また、ケーシング１０には、取手部１１が形成されている蓋部とケーシング１０の上面等とに亘って留め金１２が設けられている。留め金１２は、通常時にはケーシング１０の蓋部を閉めるために用いられ、内蔵機器等を交換又はメンテナンス等する時には開けられる。さらに、ケーシング１０の外面１３は、既述のように、放熱性を担保するために断面が波状に形成されている。

図５は、紫外線測定ユニット１９３のケーシング２０を示す図である。ケーシング２０には、取手部１１等に加えて、天窓１５０からの採光を取り入れるために、天窓１５０に対応する位置に採光部２１が形成されている。採光部２１は、ガラス、アクリルなどように透光性に優れた材料を用いる。採光部２１は、ユニット受け１１０に対して装着しやすくするため、及び、破損防止のために、外面１３に対して凸部が形成されないようにしてある。

なお、天窓１５０は、開放してあってもよいし、採光部２１と同様にガラス等を取り付けてもよい。ただし、天窓１５０を開放する場合には、環境測定装置１００の内部に雨等が浸入しないように、採光部２１と天窓１５０との間の密閉性等を確保するように、パッキン等を設けることが望ましい。

図６は、風向風速測定ユニット１９７のケーシング３０を示す図である。ケーシング３０には、取手部１１等に加えて、開口部１８０に対応する位置に、開口部３１が形成されている。

以上、図４〜図６を用いて説明したように、種々のタイプのケーシングを有するユニットについて説明したが、一部において相違があるものの、各ケーシングは、同大かつ同形状としてある。

本発明の実施形態の環境測定システムの模式的な構成図である。図１に示す環境測定装置１００の模式的な構成図である。図２に示す環境測定装置１００の使用例を示す図である。センサを内蔵するタイプのユニットのケーシング１０を示す図である。紫外線測定ユニット１９３のケーシング２０を示す図である。風向風速測定ユニット１９７のケーシング３０を示す図である。

符号の説明

環境測定装置１００、ユニット受け部１１０、蓋部１２０、カメラ１３０、樋１４０、天窓１５０、配線スペース１６０、ファン１７０、開口部１８０、温度測定ユニット１９１、湿度測定ユニット１９２、紫外線測定ユニット１９３、ガス測定ユニット１９４、雨量測定ユニット１９５、気圧測定ユニット１９６、風向風速測定ユニット１９７、撮像ユニット１９８、ログ通信ユニット１９９、ネッワーク２００、データベース３００

Claims

同大かつ同形状のケーシングを有する測定ユニットを受けるユニット受け部と、
前記ユニット受け部を中空保持する中空保持部とを備える、環境測定装置。
前記測定ユニットは、周辺温度を測定する温度測定ユニットと、周辺湿度を測定する湿度測定ユニットと、周辺紫外線量を測定する紫外線測定ユニットと、周辺日照時間を測定する日照時間測定ユニットと、周辺ガス種別或いは特定ガス濃度などを測定するガス測定ユニットと、周辺雨量を測定する雨量測定ユニットと、積雪量を測定する積雪量測定ユニットと、周辺気圧を測定する気圧測定ユニットと、周辺風向又は風速を測定する風向風速測定ユニットと、地中熱を測定する地中熱測定ユニットと、日射量を測定する日射量測定ユニットと、周辺映像を撮影する撮像ユニットと、池などの水温を測定する水温測定ユニットと、地震を計測する地震計測ユニットと、前記各ユニットで測定されたデータを送信する通信ユニットとの中から選択される、請求項１記載の環境測定装置。
環境測定装置本体には、太陽光の採光窓部と、風向又は風速測定用開口部と、雨量測定用の集雨部と、周辺映像を撮像する撮像機と、前記測定ユニットの駆動電力を生成する太陽電池とのいずれかが設けられている、請求項１又は２記載の環境測定装置。
請求項１から３のいずれか記載の環境測定装置と、前記環境測定装置の測定結果が格納される格納媒体とがネットワークを通じて接続されている、環境測定システム。