JP2019179044A - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸発量の測定が一体として行える自然通風湿式シェルター及び気温、湿球温度までをも測定し得る測定装置を提供すること。【解決手段】水Ｗを浸透させない素材で有り、上部開口１１ａ及び下部開口１１ｂを有し、表面に計測目盛１１ｃが付けられた筒状部材１１と、筒状部材１１の下部開口１１ｂを塞ぎ、筒状部材１１に水Ｗを貯留し，水Ｗを浸透させ蒸発させる多孔質板状部材１２と、筒状部材１１の上部開口１１ａを塞ぐ栓１５とを備えた自然通風湿式シェルターとしている。また、自然通風湿式シェルター１０の多孔質板状部材１３に接して置かれた温度センサー２１及び／又は多孔質板状部材１３下側でいくらか離間して置かれた温度センサー２２からなる測定装置１００としている。【選択図】図１
Description
この発明は、農業、畜産、養鶏等においては動植物の生育が一番の関心事で有り、その影響を左右する気温、湿球温度、蒸発量を測定する装置に関するものである。
従来、気温、湿球温度、蒸発量はそれぞれ専用の機器で測定していた。例えば、気温の測定には温度センサー、湿度の測定には湿度センサーが必要であった。また、気温や湿度を正確に測定するには、センサーに日射や輻射熱が影響しないように日除けを設け、さらに周囲の空気と平衡状態にするためにファンを使って強制的に風を当てる強制通風が必要であった。
直径１２０ｃｍの蒸発パンに水を張り、水位計で水位の低下量を測定し、蒸発量を測定していた。蒸発量の測定を改善するために特開２０００−７５０５１号公報の蒸発計が提案されている。
この蒸発計は、計測前後の蒸発量による重量変化を秤で計測しているので別途秤が必要で有り、いちいち外して測るなど計測が面倒である。また、筒先端が丸められた例えば試験管の底のような形状のポーラスカップであるため、通常の蒸発量測定と蒸発量が異なる可能性がある。さらに、毛細管で容器内の水面より高い位置にあるポーラスカップに水を供給するため、この毛細管が壊れたり、毛細管内の水の連続性が絶たれると測定できなくなる虞がある。
この蒸発計は、計測前後の蒸発量による重量変化を秤で計測しているので別途秤が必要で有り、いちいち外して測るなど計測が面倒である。また、筒先端が丸められた例えば試験管の底のような形状のポーラスカップであるため、通常の蒸発量測定と蒸発量が異なる可能性がある。さらに、毛細管で容器内の水面より高い位置にあるポーラスカップに水を供給するため、この毛細管が壊れたり、毛細管内の水の連続性が絶たれると測定できなくなる虞がある。
そこで、蒸発量の測定が一体として行える自然通風湿式シェルター及び気温、湿球温度までをも測定し得る測定装置を提供することを目的としている。
この目的を達成するために、本発明の自然通風湿式シェルターは、上部開口及び下部開口を有し、表面に計測目盛が付けられた筒状部材と、該筒状部材の前記下部開口を塞ぎ、前記筒状部材に水を貯留し，該水を浸透させ蒸発させる多孔質板状部材と、前記筒状部材の前記上部開口を塞ぐ栓とを備えたことを特徴としている。
さらに、本発明の測定装置は、上部開口及び下部開口を有し、表面に計測目盛が付けられた筒状部材と、該筒状部材の前記下部開口を塞ぎ、前記筒状部材に水を貯留し，該水を浸透させ蒸発させる多孔質板状部材と、前記筒状部材の前記上部開口を塞ぐ栓と、前記筒状部材の底で前記多孔質板状部材に接して置かれた温度センサー及び／又は前記多孔質板状部材の下側でいくらか離間して置かれた温度センサーとを備えたことを特徴としている。
さらに、本発明の測定装置は、上部開口及び下部開口を有し、表面に計測目盛が付けられた筒状部材と、該筒状部材の前記下部開口を塞ぎ、前記筒状部材に水を貯留し，該水を浸透させ蒸発させる多孔質板状部材と、前記筒状部材の前記上部開口を塞ぐ栓と、前記筒状部材の底で前記多孔質板状部材に接して置かれた温度センサー及び／又は前記多孔質板状部材の下側でいくらか離間して置かれた温度センサーとを備えたことを特徴としている。
本発明によれば、蒸発量の測定が一体として行える自然通風湿式シェルター及び気温、湿球温度までをも測定し得る測定装置を提供することができる。
以下、本発明を良好な実施例を示す図面に基づいて説明する。
図１ないし図３には、本発明に関する自然通風湿式シェルター１０及び気温、湿球温度までをも測定し得る測定装置１００が示されている。
《自然通風湿式シェルター》
自然通風湿式シェルター１０は、大きく筒状部材１１，多孔質板状部材１２及び栓１５で構成されている。筒状部材１１は水Ｗを浸透させない透明の素材で作られ、上部開口１１ａ及び下部開口１１ｂを有し、表面に計測目盛１１ｃが付けられている。
《自然通風湿式シェルター》
自然通風湿式シェルター１０は、大きく筒状部材１１，多孔質板状部材１２及び栓１５で構成されている。筒状部材１１は水Ｗを浸透させない透明の素材で作られ、上部開口１１ａ及び下部開口１１ｂを有し、表面に計測目盛１１ｃが付けられている。
ここに筒状部材１１は、筒の断面形状は四角でも、三角でも良いが、製作性、取り扱い性から断面円形の円筒を採用している。
素材は、中の水位ＷＬを見るために透明性が必要で、ガラス、アクリル等も考えられるが、壊れにくく安価である点などから塩化ビニル樹脂が好ましい。したがって、筒状部材１１は透明塩ビ管を用いることが好ましい。
透明性は、材料が不透明なものであっても計測目盛１１ｃが付されている縦方向の部分に地を透明にするものを張り付け或いは加工することによって透明が確保されればよい。
筒状部材１１の下部開口１１ｂには、ここを塞ぎ、筒状部材１１に水Ｗを貯留し，この水Ｗを浸透させ蒸発させる多孔質板状部材１２が接着あるいは差し込みで固定されている。
多孔質板状部材１２は、上記水を浸透させ、蒸発させる材料として、セラミック、紙、布、多孔質のプラスチック、多孔質の金属、多孔質のゴム、多孔質のガラスのいずれかを用い、所望の浸透、蒸発を可能とするように加工している。
多孔質板状部材１２は、図１，図２に示す平板部１３だけで筒状部材１１の下部開口１１ｂに接着等で固定するだけでも良いし、筒状部材１１の内側あるいは外側に嵌め込む嵌め込み部１４を一体に備えていて接続をしっかりとしたものにしても良い。この嵌め込み部14は、水Ｗを湿球温度まで低下させるためのものであり、湿球温度の測定が必要なければ嵌め込み部１４は無くても構わない。
ここに蒸発面積は、外側から嵌め込み部１４を嵌め込んだ場合、平板部１３の下面の面積、平板部１３の上側面積から嵌め込み部１４の内周面積と筒端面の下端面積を引いた面積、平板部１３の厚みの部分の外周面積、嵌め込み部１４の外周面積及び嵌め込み部１４の筒端面の上端面積の和である。また、内側に嵌め込み部を差し込んで嵌めたときには、蒸発面積は、平板部１３の下面の面積、平板部１３の上側面積から嵌め込み部１４の内周面積と筒端面の下端面積を引いた面積、平板部１３の厚みの部分の外周面積及び嵌め込み部１４の外周面積から筒状部材１１が重なっている外周面積を引いた面積の和である。
多孔質板状部材１２は、上記水を浸透させ、蒸発させる材料として、セラミック、紙、布、多孔質のプラスチック、多孔質の金属、多孔質のゴム、多孔質のガラスのいずれかを用い、所望の浸透、蒸発を可能とするように加工している。
多孔質板状部材１２は、図１，図２に示す平板部１３だけで筒状部材１１の下部開口１１ｂに接着等で固定するだけでも良いし、筒状部材１１の内側あるいは外側に嵌め込む嵌め込み部１４を一体に備えていて接続をしっかりとしたものにしても良い。この嵌め込み部14は、水Ｗを湿球温度まで低下させるためのものであり、湿球温度の測定が必要なければ嵌め込み部１４は無くても構わない。
ここに蒸発面積は、外側から嵌め込み部１４を嵌め込んだ場合、平板部１３の下面の面積、平板部１３の上側面積から嵌め込み部１４の内周面積と筒端面の下端面積を引いた面積、平板部１３の厚みの部分の外周面積、嵌め込み部１４の外周面積及び嵌め込み部１４の筒端面の上端面積の和である。また、内側に嵌め込み部を差し込んで嵌めたときには、蒸発面積は、平板部１３の下面の面積、平板部１３の上側面積から嵌め込み部１４の内周面積と筒端面の下端面積を引いた面積、平板部１３の厚みの部分の外周面積及び嵌め込み部１４の外周面積から筒状部材１１が重なっている外周面積を引いた面積の和である。
また、この筒状部材１１は、上部開口１１ａを塞ぐ栓１５を備えている。これにより、水Ｗの水圧で、水Ｗが多孔質板状部材１２から流れ出るのを防いでいる。なお、栓１５は、天然ゴム、合成樹脂でも良いが、耐候性，耐化学薬品性を考えてシリコン製が好ましい。
筒状部材１１に計測目盛１１ｃが付けられていることから、いわゆるメスシリンダと同様で水位ＷＬによって蒸発量が一目で分かる。
筒状部材１１の内径を小さくするほど僅かな蒸発量を検出できる。逆に、筒状部材１１の内径を大きくすると多くの水を貯えられ、水を補充せずに長期間測定できる。筒状部材１１は必要に応じて大きさを変えることができ、これに伴い嵌め込み部１４の大きさを変えることが必要となる。また、筒状部材１１と嵌め込み部１４の径が違ってしまう場合には、両端で径の異なる異径ソケットを使って必要に応じて対応することができる。
《測定装置》
測定装置１００は、自然通風湿式シェルター１０に計測記録装置２０を備えさせたものである。計測記録装置２０は、自然通風湿式シェルター１０の筒状部材１１の底、多孔質板状部材１２である平板部１３の上面に接して置かれた温度センサー２１と、多孔質板状部材１２である平板部１３の下側でいくらか、例えば１ｃｍほど離間して置かれた温度センサー２２と、これら温度センサー２１，２２からの計測データを記録保存するデータロガー２３とを備えている。
《測定装置》
測定装置１００は、自然通風湿式シェルター１０に計測記録装置２０を備えさせたものである。計測記録装置２０は、自然通風湿式シェルター１０の筒状部材１１の底、多孔質板状部材１２である平板部１３の上面に接して置かれた温度センサー２１と、多孔質板状部材１２である平板部１３の下側でいくらか、例えば１ｃｍほど離間して置かれた温度センサー２２と、これら温度センサー２１，２２からの計測データを記録保存するデータロガー２３とを備えている。
温度センサー２１、２２とデータロガー２３とは適宜接続されている。特に、温度センサー２１とは、筒状部材１１と多孔質板状部材１２の嵌め込み部１４との間、筒状部材１１と栓１５との間に配線されても良い。筒状部材１１に穴を開けて配策しても良い。これらの場合にはしっかりとしたシールが必要である。
筒状部材１１の上部に例えばバンドクランプ３１が取り付けられ、ここにフック３２を取り付けた吊り下げ部材３３が設けられ、例えば測定装置１００は、横桟４１、縦桟４２で組まれたハウス４０などの横桟４１に吊り下げ部材３３で吊り下げて用いられる。
《使用方法》
図１のような自然通風湿式シェルター１０の多孔質板状部材１２で底をふさがれた筒状部材１１に栓１５を取った状態で水Ｗを入れる。次に栓１５をして多孔質板状部材１２に水Ｗが十分に浸透するのを待つ。
《使用方法》
図１のような自然通風湿式シェルター１０の多孔質板状部材１２で底をふさがれた筒状部材１１に栓１５を取った状態で水Ｗを入れる。次に栓１５をして多孔質板状部材１２に水Ｗが十分に浸透するのを待つ。
この状体の自然通風湿式シェルター１０を図３に示すように所望の測定箇所であるハウス４０などの空間に吊り下げ部材３３で吊り下げて測定準備を整える。
次に水位ＷＬを読み取り、時刻を記録する。
蒸発を開始すると、一定時間後に水位ＷＬが下がり、その時の目盛を読むことによって蒸発水量が算出される。蒸発量は、蒸発水量を先に示した蒸発面積で割ることにより算出される。
一方、多孔質板状部材１２からの水Ｗの蒸発による気化潜熱により、多孔質板状部材１２で冷却が起こり、多孔質板状部材１２の温度が湿球温度近くまで低下する。したがって、筒状部材１１の底の多孔質板状部材１２に接して置かれた温度センサー２１は、湿球温度を示している。
また、温度センサー２２は、日中、周囲の物体からの輻射熱を受けて気温より高く示されることになるが、多孔質板状部材１２からの冷気及び放射冷却により輻射熱が相殺される。その結果、簡易な日除けや通常の自然通風シェルターを使っての気温測定よりも正確な気温の測定ができる。
計測記録装置２０は、この温度センサー２１，２２のデータをデータロガー２３に送り、集約記録保存される。
相対湿度を求める必要があるならば、ここで得られた気温と湿球温度から計算で得られる。
以上要するに、本発明の自然通風湿式シェルターによれば、気温、相対湿度、湿球温度及び蒸発量を個別の測器で測定する必要はなく、蒸発量の測定が一体としてその場での容易な測定が出来る。
また、本発明の測定装置によれば、気温の測定に関しては、気化潜熱により冷気の生成及び放射冷却を惹起させ、周囲の物体からの輻射熱を相殺させるという従来とは全く異なる発想で正確性を期することが出来た。
また、湿球温度の計測に関しては、気化潜熱により多孔質板状部材の温度が湿球温度近くまで低下することを観測から見いだし、この測定を可能とした。
さらに、多孔質板状部材からの蒸発量と小型蒸発パンで測定した蒸発量に相関関係があることを見いだした点に新規性がある。
電源を必要とすることなく気温、湿球温度、蒸発量を簡単に測定できるため、任意の箇所で測定でき、温室、ハウス、畜舎等の農業、畜産の分野に利用が可能である。
１０：自然通風湿式シェルター
１１：筒状部材
１１ａ：上部開口
１１ｂ：下部開口
１１ｃ：計測目盛
１２：多孔質板状部材
１３：平板部
１４：嵌め込み部
１５：栓
２０：計測記録装置
２１：温度センサー
２２：温度センサー
２３：データロガー
１００：測定装置
Ｗ：水
ＷＬ：水位
１１：筒状部材
１１ａ：上部開口
１１ｂ：下部開口
１１ｃ：計測目盛
１２：多孔質板状部材
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２０：計測記録装置
２１：温度センサー
２２：温度センサー
２３：データロガー
１００：測定装置
Ｗ：水
ＷＬ：水位
Claims (2)
- 上部開口及び下部開口を有し、表面に計測目盛が付けられた筒状部材と、
該筒状部材の前記下部開口を塞ぎ、前記筒状部材に水を貯留し，該水を浸透させ蒸発させる多孔質板状部材と、
前記筒状部材の前記上部開口を塞ぐ栓と、
前記筒状部材の底で前記多孔質板状部材に接して置かれた温度センサー及び／又は前記多孔質板状部材の下側でいくらか離間して置かれた温度センサーとを備えたことを特徴とする測定装置。 - 請求項１の測定装置において、
前記筒状部材には、吊り下げ部材が設けられていることを特徴とする測定装置。
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