JP2011153842A - 冠水検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の冠水検知は超音波センサで道路上の冠水水位を非接触で検知する場合や、電極と電極間に微小な電流が流れたら水位を検知するなどの例が多かった。しかし、本来検知したい水以外の物体を水位と誤って検出をする例が発生していた。また、電極式などでは微小電流による腐食が発生し長期間の運用に問題を起こす等、課題も多かった。本発明はこれらの問題を解決し、水面にタッチした状態を確実に冠水水位と検出し、道路通行の障害にならない容易な設置と簡単な保守・調整を可能とし、耐久性の長い冠水検出センサを提供する。
【解決手段】この発明による冠水検出センサは、水位を検出する静電容量式の検出器を複数持ち、検出器は検出面に水面が触れている時だけ信号として出力する。道路側面に設置しても、通行の障害にならない薄型（５０ｍｍ以下）とし、検出器は水没しても検出に悪影響が及ばない完全防水型とした。異物やごみが検出器に付着しない様に、全体をカバーで覆い、路面清掃時の人的、機械的な影響を避ける構造とした。
【選択図】 図２

Description

道路や地下部分などの低い場所が冠水や浸水する場合の水位を検出する冠水検出センサに関する

従来の冠水を検知するセンサは超音波式等で水位の検出を行っていた(例えば、特許参考文献１参照)

特開２００５−１５６４６０号公報

立体交差で掘り下げ式になっている下の道路（以降はアンダーパスとする）における、従来の冠水検知は超音波送波と超音波受波器を有する超音波センサで道路上の冠水水位を非接触で検知する方式や（図７）、電極と電極間に微小な電流が流れたら水位を検知する方式、電極式の静電容量センサを使用する方式などが有った。
しかし、超音波方式で、アンダーパス（図８）の路面上部から水位を判定する場合、センサの検知する場所が道路の最低部３１に設置される場合が多く、雨などと一緒に異物やゴミが流されて来たり、超音波センサの検出範囲の下を車両が通過したり、定期的な路面清掃を行うような場合など、センサの下に本来検知したい水以外の物体を水位と誤って検出をする例が発生していた。
また、検出センサが車両などの通行を阻害しない、高所に取り付けられている為、保守点検を行う際に車両の通行を遮断して行う等の不都合な場合があった。
電極−電極式などでは検出原理上、微小電流による腐食が発生し長期間の運用に問題を起こす等、課題も多かった。
電極式静電容量センサの場合は、電極部とアンプ部で構成され、測定は電極の表面積(長さ)と被測定物の比誘電率によって決まり、液(水)の電極への接触位置をアンプで増幅して水位の測定を行う微小な容量変化で水位を決定する為、アンプ部の選択の難しさや、長期間使用した場合に変化が発生し、校正や点検が必要とされていた。

この発明による冠水検出センサ９は、水位を検出する静電容量式の検出器２３をセンサ内に複数設け、一つの検出器２３は検出面２６（円筒形の端面が検出面）に水面が触れた時にだけ反応するように作られており、複数の検出器２３が個々に水面を検出する事が出来る。

検出器２３は内部にアンプ部が一体で組み込まれ、水面が検出面２６にタッチした時の容量変化で検出する方式に予め検出器２３に設定されているので、水面タッチ時以外の条件（雨や水が直接検出器にかかるような場合）を検出から除外出来、安定した水面検知が可能となった。

冠水検出センサ９は内部にガイドレール２０が取り付けられ、検出器２３はガイドレール２０上をスライド出来る構造のスライドナット２２とネジで固定され、任意の位置に固定することが出来る。
（ガイドレールは1本の上に複数の検出器を設置する場合（図４）や、複数のガイドレール上に分散して設置する（図５）場合が有る）

冠水検出センサ９には内部に複数の検出器２３が設置され、検出器２３の位置は、別々な任意の位置例えば検出水面Ａ１０、検出水面Ｂ１１、検出水面Ｃ１２、検出水面Ｄ１３などが設定が出来る。

冠水検出センサ９は道路側面１４に設置しても、車両通行や法規の障害にならないよう、薄型（５０ｍｍ以下）とした。

冠水検出センサ９の検出器２３は水没しても水位検出に悪影響が及ばないように、完全防水型とした。

冠水検出センサに道路上を流れてくる異物（空缶、ペットボトル等）やごみが検出器に付着しないようにする為と、道路面清掃時の人による障害やブラシなどの機械的な影響を避ける為、全体をカバー（１、２）で覆い検出器２３に直接に異物、ごみ、その他の悪影響が無い構造とし、液体(水等)が出入り出来るような多数の液体（水）出入り用穴３をカバーの各方向に設け、上部には空気抜き穴６を設けた。

冠水検出センサ９は利用上の便利性を考慮し、ネジ５ １本を外し、下側にずらせばカバー２が取れる構造とし、保守点検や清掃を容易にすると共に、悪戯を防止できる様に鍵が装着出来る穴４を設けた。

この発明によれば、アンダーパス等の冠水や浸水時における水面検出の不安定要素を排除し、水面の設定は容易に設定や確認が出来、全体は全面カバーによって保護されているので、異物や、ごみや人為的な悪戯などから、検出器が守られている為に、信頼性が増し、水位の誤検出による警報などの発報を防止できる。
また、冠水検出センサ９は道路側面の壁１４の低い位置に取付ける事が出来るので、梯子などの道具を必要とせずに近付き、カバー２がカバー止めネジ５、１本で開けられるので保守作業が容易になり、鍵取付穴４を利用して鍵を取り付ける事が出来るので悪戯で内部をいじられる心配もなく、使用出来る。
また、水面を検出器２３の個数分、複数検出することが出来るので、数種の警報水位（１０，１１，１２，１３等）を設定する事が可能である。

冠水検出センサ外観図 道路設置例 正面図 道路設置例 側面図 検出器 ガイドレール1列の例 検出器 ガイドレール２列の例 検出器 詳細図 アンダーパスにおける超音波センサ設置概念図 アンダーパスの構造

冠水検出センサ９を道路のアンダーパス（図８）に設置し、活用する場合の例を図２、図３に記載します。
検出したい水位を検出水面Ａ１０、検出水面Ｂ１１、検出水面Ｃ１２，検出水面Ｄ１３に合わせた位置に検出器２３の検出面２６を設定し、道路側面の壁１４に冠水検出センサ９を固定します。

各、検出器２３の配線を外部警報器やリレーに接続し、電源を供給します。

検出器２３の検出面２６に検出水面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがタッチ（接触）した時それぞれの検出器２３の出力がＯＮします。検出面２６が水面から離れると出力はＯＦＦします。

道路冠水警報ユニットの検出部として使用

立体交差などのアンダーパス部に於いてはその危険性が指摘され、今後は順次警報装置の設置が進むものと思われる。
従来は道路上部に非接触で検出を行う超音波センサ等の機器を設置したり、電極式の検出センサを設置する例が一般的に行われているが、超音波式センサは道路面に流されてきた空缶やペットボトル、袋等の異物を水面と勘違いして信号を出力したり、電極式ではその原理上、長期間では腐食が起こるなど問題点が指摘されていた。
本発明はこれらの問題点を解決して、水面にタッチした状態を確実に冠水水位と検出し、道路通行の障害にならない容易な設置と簡単な保守・調整を可能としている。
また、遊水地における危険水位の検出や、地下室に雨水が流れ込み閉じ込められる災害の発生を事前に検知し、防止する場合や、エレベータピット等の機械類が浸水する前に警報を出力する場合など、多くの用途に利用可能である。

１． 冠水検出センサ 下ベース
２． 冠水検出センサ カバー
３． 液体（水）出入り用穴
４． 悪戯防止用鍵取付け穴
５． カバー止めネジ
６． 空気抜き穴
７． 道路面
８． 道路縁石
９． 冠水検出センサ
１０． 検出水面Ａ
１１． 検出水面Ｂ
１２． 検出水面Ｃ
１３． 検出水面Ｄ
１４． 道路側面の壁
２０． ガイドレール
２２． スライドナット
２３． 検出器
２４． ケーブル
２６． 検出面
３０． 超音波センサ
３１． アンダーパス最低部

Claims (4)

1. 一つのセンサ内に、静電容量式の検出器を複数個内蔵すると共に、検出する水位の位置に応じて、複数の検出器の個々の水位位置をガイドレール上を自由にスライドさせ、任意の位置に設定する事が出来る方式を特徴とする冠水検出センサ。
2. 請求項１の冠水検出センサにおいて、検出器の検出面にだけ水面が触れている時に出力が変化し、水面検出器の他の部分では出力が変化しない事を特徴とする冠水検出センサ。
3. 請求項１又は請求項２の冠水検出センサにおいて、検出器は水没しても検出に悪影響が及ばない完全防水型の検出器を特徴とした冠水検出センサ。
4. 請求項１から請求項３の冠水検出センサに於いて、センサには検出器に水と空気を通す為の穴を多数開け、全体をカバーで覆い検出器に異物、ごみ、その他の悪影響が無い構造を特徴とした冠水検出センサ。
   
   
   
   
   
   
   
   

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