JP2020020712A - 気温測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサの出力値から日射誤差値を推定することで正しい気温を算出できる気温測定装置を提供すること。【解決手段】本発明の気温測定装置は、温度を検出する温度センサ２０と、照度を検出する光センサ４０と、気温を算出する制御部７０とを備え、制御部７０では、温度センサ２０の検出温度を光センサ４０の出力値によって補正し、日射による昇温を除去することを特徴とし、好ましくは、第１空気口１５と、第１空気口１５より上方に配置する第２空気口１６とを形成する第１筐体１０Ａ内に、温度センサ２０と光センサ４０とを収容し、第２空気口１６の上方に第２筐体５０を配置し、第２筐体５０内に制御部７０を収容する。【選択図】図１

Description

本発明は、特に農業、施設園芸分野において用いられる気温測定装置に関する。

正確な気温を測るためには日射の影響を除去する必要があることは知られており、そのためには、気象観測用の通風式測定装置が用いられる。しかし、気象観測用の通風式測定装置は大型で高価であり、特に農家においては複数台導入することは困難である。
このため、施設園芸の分野では県の試験場などでの研究レベルでも、研究員が自作した装置を用いて気温測定が行われている。近年では農業用クラウドの普及により、計測した気温を記録することが増えており、今後は計測したデータの解析が本格化すると考えられるが、誤差を含んだデータを蓄積してしまうと、解析に支障をきたすおそれもある。
特許文献１は、空気の導入路を単純にし、センサが設置される空間内で温度分布が一定となり、測定精度を高めることができる測定装置を提案している。
特許文献１における測定装置は、空気の温度、湿度等を感部で測定するセンサと、センサを収容するケースと、センサに空気を導入するファンとを備え、ファンは、羽根車を内装した筒状開口部を備え、ケースは底部を平板部とし、この平板部に通気孔を形成し、ファンは筒状開口部の入口側をケースの通気孔に合わせて固定し、筒状開口部の出口側をセンサに対向させて配置している。
図４に特許文献４を参考にした実験装置を示す。図４（ａ）は実験装置の要部断面構成図、図４（ｂ）は同装置の要部を示す写真である。
ケース１０は、上部材１１、中間部材１２、１３、及び下部材１４を所定の間隔で積層して構成している。上部材１１、中間部材１２、１３、及び下部材１４は、平面視で円形に形成され、周辺部は下方に向けて傾斜させている。
中間部材１２、１３、及び下部材１４には、中央部に通気孔を形成し、中間部材１３には温度センサ２０を、下部材１４には通風ファン３０を設けている。
通風ファン３０によって下部材１４の通気孔から空気を吸い込み、中間部材１３の通気孔を通過した空気は、中間部材１２の通気孔を経由して上部材１１と中間部材１２との間から外周に排出されるとともに、中間部材１２と中間部材１３との間から外周に排出される。
図５は図４に示す実験装置で測定した気温と、気象観測用の通風式測定装置で測定した気温と、全天日射との測定結果を示すグラフである。
図５に示すように、実験装置での気温測定値は、気象観測用の通風式測定装置での気温測定値に近い値を検出しているが、特に全天日射量の多い時間帯での誤差を生じている。
図６は図４に示す実験装置に光センサを設けた装置を示す写真である。
図６に示すように、温度センサ２０の近傍に光センサ４０を設けて、ケース１０内での温度と照度とを検出した。
図７は図６に示す装置によって検出した照度と気温の誤差との相関関係を示すグラフである。なお、図７では日射のある時間帯のみを対象としている。
図７（ａ）は２０１７年８月１４日から１６日までの３日間のデータ結果、図７（ｂ）は２０１７年９月１０日から１５日までの６日間のデータ結果である。
図７に示すように、ケース１０内での照度と気温の誤差の大きさには明確に相関があり、図７（ａ）と図７（ｂ）とでは近似式にも大きな変動は生じていない。
このことから、本発明者らは、光センサの出力値から日射誤差値を推定することで正しい気温を算出できることを見出した。
ところで、特許文献２や特許文献３は、温度センサとともに日照センサを備えた気象計を提案している。
特許文献２の気象計は、屋根部に雨滴センサと日照センサを配置した第１ユニットと、第１ユニットの下方に複数の支柱を介して筒体部が取り外し可能に取り付けられ、筒体部の上面に超音波風向風速センサを配置し、筒体部内に気圧センサを配置した第２ユニットと、第２ユニットの下方に温度センサおよび湿度センサを収容した温湿度筒が第２ユニットに対して取り外し可能に取り付けられた第３ユニットと、温湿度筒を取り囲む通風筒が第２ユニットに対して取り外し可能に取り付けられた第４ユニットとを備えている。
また、特許文献３のセンサユニットは、環境測定を行うセンサ部と、センサ部の測定データを無線通信によって送信する無線通信部と、太陽光パネルと、動作電源を供給する電源部と、無線通信部及び太陽光パネルと接続された制御部とを備え、制御部は、太陽光パネルの受光量に応じて、無線通信部の送信頻度とセンサ部の測定頻度を決定し、更に、センサ部は筐体外に配置するとともにセンサ部保護手段を設けている。
また、特許文献４は、放射の影響を計算上取り除くことができ、放射除けを設けることなく精度よく温度を測定することができる温度測定装置を提案している。

特開２０１６−１７３２６１号公報 特開２０１５−２１０１３２号公報 特開２０１７−１４６１８４号公報 特許第６１１２５１８号公報

特許文献２は、特別な技術を必要とせずにメンテナンス及び修理作業ができ、また低コスト化が図れる気象計を提供することを課題としており、温度センサから測定された温度を補正するものではない。
また、特許文献３は、センサユニットの消費電力を抑え、かつ、測定精度の向上及び水や汚れ等による故障の防止を図ることを課題としており、温度センサから測定された温度を補正するものではない。
なお、特許文献４は、感温部の体積が異なる複数本の熱電対で同時に計測した複数の温度を用いるもので、体積の異なる複数の感温部に加わる放射の影響を取り除くもので、光センサを設けてなく、測定された温度を光センサの出力値を用いて補正するものではない。

本発明は、光センサの出力値から日射誤差値を推定することで正しい気温を算出できる気温測定装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の気温測定装置は、温度を検出する温度センサ２０と、照度を検出する光センサ４０と気温を算出する制御部７０とを備え、前記制御部７０では、前記温度センサ２０の検出温度を前記光センサ４０の出力値によって補正し、日射による昇温を除去することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の気温測定装置において、第１空気口１５と、前記第１空気口１５より上方に配置する第２空気口１６とを形成する第１筐体１０Ａ内に、前記温度センサ２０と前記光センサ４０とを収容し、前記第２空気口１６の上方に第２筐体５０を配置し、前記第２筐体５０内に前記制御部７０を収容することを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の気温測定装置において、前記第１空気口１５から前記第２空気口１６までの間に形成される通風路に通風ファン３０を設け、前記通風ファン３０によって、空気を、前記第１空気口１５から吸い込み、前記第２空気口１６から排出し、前記通風ファン３０の上流側にフィルター３１を設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の気温測定装置において、前記第１筐体１０Ａを白色材で形成し、前記光センサ４０では、前記第１筐体１０Ａからの透過光、及び前記第１空気口１５と前記第２空気口１６とからの散乱光による前記照度を検出することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２又は請求項３に記載の気温測定装置において、前記第１筐体１０Ａを白色セラミック材で形成し、前記光センサ４０では、前記第１空気口１５と前記第２空気口１６とからの散乱光による前記照度を検出することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の気温測定装置において、前記第１筐体１０Ａを、円筒形状、円錐台形状、又はドーム形状としたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の気温測定装置において、前記光センサ４０として、少なくとも第１光センサ４１と第２光センサ４２を設け、前記制御部７０では、前記第１光センサ４１及び前記第２光センサ４２の正常動作を監視し、前記第１光センサ４１及び前記第２光センサ４２が正常に動作しているときには、前記第１光センサ４１及び前記第２光センサ４２を用いて補正を行い、前記第１光センサ４１及び前記第２光センサ４２のいずれかが正常に動作していないときは、正常に動作している前記第１光センサ４１又は前記第２光センサ４２を用いて補正を行うことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の気温測定装置において、異常を出力する出力部を設け、前記制御部７０では、前記温度センサ２０及び前記光センサ４０の正常動作を監視し、前記温度センサ２０又は前記光センサ４０の異常を検出すると前記出力部から出力することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項３に記載の気温測定装置において、異常を出力する出力部を設け、前記制御部７０では、前記温度センサ２０、前記光センサ４０、及び前記通風ファン３０の正常動作を監視し、前記温度センサ２０、前記光センサ４０、及び前記通風ファン３０のいずれかの異常を検出すると前記出力部から出力することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の気温測定装置において、前記光センサ４０として、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３を設け、前記第１筐体１０Ａの仮想中心軸Ｘに対して、前記第１光センサ４１と前記第２光センサ４２とを、６０度以上の角度で配置し、前記第２光センサ４２と前記第３光センサ４３とを、６０度以上の角度で配置し、前記第３光センサ４３と前記第１光センサ４１とを、６０度以上の角度で配置することを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の気温測定装置において、前記第１筐体１０Ａ又は前記第２筐体５０に、設置方位を示す方位目印を設けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項２に記載の気温測定装置において、前記光センサ４０として、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３を設け、前記温度センサ２０、前記第１光センサ４１、前記第２光センサ４２、及び前記第３光センサ４３を、プリント基板８０に配置し、前記プリント基板８０には通風口８１を形成し、前記プリント基板８０を前記第１空気口１５から前記第２空気口１６までの間に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、光センサの出力値から日射誤差値を推定し、温度センサの検出温度を補正することで、日射による昇温を除去し、正しい気温を算出することができる。

本発明の一実施例による気温測定装置を示す構成図 図１に示す装置を用いて行った実証試験結果を示すグラフ 本発明のそれぞれ異なる実施例による気温測定装置の要部断面構成図 検証に用いた実験装置を示す図 図４に示す実験装置で測定した気温と、気象観測用の通風式測定装置で測定した気温と、全天日射との測定結果を示すグラフ 図４に示す実験装置に光センサを設けた装置を示す写真 図６に示す装置によって検出した照度と気温の誤差との相関関係を示すグラフ

本発明の第１の実施の形態による気温測定装置は、制御部では、温度センサの検出温度を光センサの出力値によって補正し、日射による昇温を除去するものである。本実施の形態によれば、光センサの出力値から日射誤差値を推定し、温度センサの検出温度を補正することで、日射による昇温を除去し、正しい気温を算出することができる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による気温測定装置において、第１空気口と、第１空気口より上方に配置する第２空気口とを形成する第１筐体内に、温度センサと光センサとを収容し、第２空気口の上方に第２筐体を配置し、第２筐体内に制御部を収容するものである。本実施の形態によれば、温度センサと光センサとを第１筐体内に収容することで、温度センサ及び光センサを、雨水、粉塵、又は紫外光などの外的環境から保護でき、制御部を収容する第２筐体を第１筐体から離して配置することで制御部からの発熱の影響を温度センサに与えることがない。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による気温測定装置において、第１空気口から第２空気口までの間に形成される通風路に通風ファンを設け、通風ファンによって、空気を、第１空気口から吸い込み、第２空気口から排出し、通風ファンの上流側にフィルターを設けたものである。本実施の形態によれば、通風ファンの上流側に設けたフィルターによって通風路内への粉塵や雨水の浸入を少なくでき、温度センサや光センサを保護することができる。

本発明の第４の実施の形態は、第２又は第３の実施の形態による気温測定装置において、第１筐体を白色材で形成し、光センサでは、第１筐体からの透過光、及び第１空気口と第２空気口とからの散乱光による照度を検出するものである。本実施の形態によれば、日射による第１筐体の昇温を少なくでき、透過光及び散乱光から照度を検出することができ、精度の高い補正を行える。

本発明の第５の実施の形態は、第２又は第３の形態による気温測定装置において、第１筐体を白色セラミック材で形成し、光センサでは、第１空気口と第２空気口とからの散乱光による照度を検出するものである。本実施の形態によれば、日射による第１筐体の昇温を少なくでき、散乱光から照度を検出することができ、精度の高い補正を行える。

本発明の第６の実施の形態は、第２から第５のいずれかの実施の形態による気温測定装置において、第１筐体を、円筒形状、円錐台形状、又はドーム形状としたものである。本実施の形態によれば、第１筐体に対する日射の方向や太陽高度が変化しても、第１筐体でうける日射面の形状による影響を少なくでき、精度の高い補正を行える。

本発明の第７の実施の形態は、第１から第６のいずれかの実施の形態による気温測定装置において、光センサとして、少なくとも第１光センサと第２光センサを設け、制御部では、第１光センサ及び第２光センサの正常動作を監視し、第１光センサ及び第２光センサが正常に動作しているときには、第１光センサ及び第２光センサを用いて補正を行い、第１光センサ及び第２光センサのいずれかが正常に動作していないときは、正常に動作している第１光センサ又は第２光センサを用いて補正を行うものである。本実施の形態によれば、第１光センサ及び第２光センサを用いて補正を行うことで補正精度を高めることができ、第１光センサ及び第２光センサのいずれかが正常に動作している限り気温の算出を行うことができる。

本発明の第８の実施の形態は、第１から第７のいずれかの実施の形態による気温測定装置において、異常を出力する出力部を設け、制御部では、温度センサ及び光センサの正常動作を監視し、温度センサ又は光センサの異常を検出すると出力部から出力するものである。本実施の形態によれば、異常状態を迅速に報知することができる。特に気温測定装置は太陽光の下での明環境で使用されるため、音による報知が適している。

本発明の第９の実施の形態は、第３の実施の形態による気温測定装置において、異常を出力する出力部を設け、制御部では、温度センサ、光センサ、及び通風ファンの正常動作を監視し、温度センサ、光センサ、及び通風ファンのいずれかの異常を検出すると出力部から出力するものである。本実施の形態によれば、異常状態を迅速に報知することができる。特に気温測定装置は太陽光の下での明環境で使用されるため、音による報知が適している。

本発明の第１０の実施の形態は、第２から第６のいずれかの実施の形態による気温測定装置において、光センサとして、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを設け、第１筐体の仮想中心軸に対して、第１光センサと第２光センサとを、６０度以上の角度で配置し、第２光センサと第３光センサとを、６０度以上の角度で配置し、第３光センサと第１光センサとを、６０度以上の角度で配置するものである。本実施の形態によれば、第１筐体内での光の偏りによる影響を少なくでき、精度の高い補正を行える。

本発明の第１１の実施の形態は、第２から第１０のいずれかの実施の形態による気温測定装置において、第１筐体又は第２筐体に、設置方位を示す方位目印を設けたものである。本実施の形態によれば、設置方位を利用者に促すことができ、設置方位によって異なることが予想される気温算出誤差を少なくできる。

本発明の第１２の実施の形態は、第２の実施の形態による気温測定装置において、光センサとして、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを設け、温度センサ、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを、プリント基板に配置し、プリント基板には通風口を形成し、プリント基板を第１空気口から第２空気口までの間に配置したものである。本実施の形態によれば、通風口を形成しているプリント基板に、温度センサ、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを配置することで、装置構成を簡素化でき、メンテナンスを容易とすることができる。

以下本発明の一実施例による気温測定装置について説明する。
図１は本実施例による気温測定装置を示す構成図であり、図１（ａ）は同装置の外観を示す写真、図１（ｂ）は同装置の要部断面構成図、図１（ｃ）は同装置の要部を示す写真である。

図１（ａ）に示すように、本実施例による気温測定装置は、第１筐体１０Ａと第２筐体５０とを備えている。第１筐体１０Ａと第２筐体５０とは複数本の連結棒６０で接続され、第２筐体５０は、第１筐体１０Ａの上方に所定間隔空けて配置している。
図１（ｂ）に示すように、第１筐体１０Ａ内には、温度を検出する温度センサ２０と、通風ファン３０と、照度を検出する光センサ４０とを収容し、第２筐体５０内には、気温を算出する制御部７０を収容する。このように、温度センサ２０と光センサ４０とを第１筐体１０Ａ内に収容することで、温度センサ２０及び光センサ４０を、雨水、粉塵、又は紫外光などの外的環境から保護でき、制御部７０を収容する第２筐体５０を第１筐体１０Ａから離して配置することで制御部７０からの発熱の影響を温度センサ２０に与えることがない。
制御部７０では、温度センサ２０の検出温度を光センサ４０の出力値によって補正し、日射による昇温を除去する。

第１筐体１０Ａは、上部材１１、中間部材１２、１３、及び下部材１４を所定の間隔で積層して構成している。上部材１１、中間部材１２、１３、及び下部材１４は、平面視で円形に形成され、周辺部は下方に向けて傾斜させている。
中間部材１２、１３、及び下部材１４には、中央部に通気孔を形成している。下部材１４に形成している通気孔は第１空気口１５を構成し、中間部材１２に形成している通気孔は第２空気口１６を構成する。
第２空気口１６は、第１空気口１５より上方に配置している。第２空気口１６の上方に第２筐体５０を配置して雨水の浸入を防止することで、上部材１１は設けなくてもよい。
通風ファン３０は、第１空気口１５から第２空気口１６までの間に形成される通風路に設ける。通風ファン３０は例えば下部材１４に設ける。空気は、通風ファン３０によって、第１空気口１５から吸い込まれ、第２空気口１６から排出される。
通風ファン３０の上流側にはフィルター３１を設けている。通風ファン３０の上流側にフィルター３１を設けることで通風路内への粉塵や雨水の浸入を少なくでき、温度センサ２０や光センサ４０を保護することができる。

中間部材１３にはプリント基板８０を配置している。プリント基板８０の中央部には通風口８１を形成している。従って、プリント基板８０は第１空気口１５から第２空気口１６までの間に形成される通風路に設けられ、通風口８１は通風路を構成する。プリント基板８０と制御部７０とは配線８２で接続されている。

図１（ｂ）に示すように、光センサ４０として、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３を設けることが好ましい。
第１筐体１０Ａの仮想中心軸Ｘに対して、第１光センサ４１と第２光センサ４２とを６０度以上の角度で配置し、第２光センサ４２と第３光センサ４３とを６０度以上の角度で配置し、第３光センサ４３と第１光センサ４１とを６０度以上の角度で配置することで、第１筐体１０Ａ内での光の偏りによる影響を少なくでき、精度の高い補正を行える。
温度センサ２０、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３は、プリント基板８０に配置する。このように、通風口８１を形成しているプリント基板８０に、温度センサ２０、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３を配置することで、装置構成を簡素化でき、メンテナンスを容易とすることができる。

図２は図１に示す装置を用いて行った実証試験結果を示すグラフである。
図１に示すように、光センサ４０として、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３を用いる場合には、例えば、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３の出力値の平均値を用いる第１補正方法、いずれか一つの光センサ４０の出力値を用いる第２補正方法、第１光センサ４１、第２光センサ４２、及び第３光センサ４３の出力値に重み付けを行って全ての光センサ４０の出力値を用いる第３補正方法がある。
第１補正方法は、補正気温＝検出温度−（０．０００１９５×Ｌｕｘ１＋０．０２９）とし、Ｌｕｘ１＝（第１光センサ４１の出力値＋第２光センサ４２の出力値＋第３光センサ４３の出力値）×１／３とする。
第２補正方法は、補正気温＝検出温度−（０．０００２００×Ｌｕｘ２＋０．０６５）とし、Ｌｕｘ２＝（第１光センサ４１の出力値、第２光センサ４２の出力値、又は第３光センサ４３の出力値）とする。
第３補正方法は、補正気温＝検出温度−（０．０００２００×Ｌｕｘ３＋０．０３１）とし、Ｌｕｘ３＝（第１光センサ４１の出力値×０．６＋第２光センサ４２の出力値×０．２＋第３光センサ４３の出力値×０．２）とする。

なお、これらの近似式は、過去の第１所定期間のデータを用いて作成した。
これらの近似式を用いて過去の第２所定期間のデータで精度（予測の平均二乗誤差（Prediction Mean Squared Error, PMSE）を検証した。
検証結果は、平均値を用いた第１補正方法が０．２５、一つの光センサ４０だけの出力値を用いた第２補正方法が０．２７、重み付けを行った第３補正方法が０．２３となり、複数の光センサ４０の出力値を用いる方法が単一の光センサ４０の出力値だけを用いるよりも精度が高い結果となった。
このことから、図２で示す実施試験では、第３補正方法を用いて行った。

図２（ａ）は、２０１７年１２月１８日から１２月２１日の内で、日射のある時間帯４０時間のデータであり、気象観測用の通風式測定装置での気温測定値を基準気温とし、温度センサ２０での検出温度と基準気温との誤差、及び温度センサ２０での検出温度を光センサ４０の出力値によって補正した補正気温と基準温度との誤差を示すグラフである。
温度センサ２０での検出温度を光センサ４０の出力値によって補正した補正気温での誤差は、±０．５℃未満が９９．２％、−０．５℃以下が０．４％、＋０．５℃以上が０．５％であり、±０．５℃未満の誤差が９９％以上となった。

図２（ｂ）は、２０１７年１２月２５日に温室内で行ったデータであり、気象観測用の通風式測定装置での気温測定値（基準気温）と、温度センサ２０での検出温度と、温度センサ２０での検出温度を光センサ４０の出力値によって補正した補正気温とを示している。
図２（ｂ）に示す実証試験では、基準気温に対する補正気温の誤差は、全て（１００％）±０．５℃未満となった。

図２（ｃ）は、２０１８年７月９日に屋外で行ったデータであり、気象観測用の通風式測定装置での気温測定値（基準気温）と、温度センサ２０での検出温度と、温度センサ２０での検出温度を光センサ４０の出力値によって補正した補正気温とを示している。
図２（ｃ）に示す実証試験では、基準気温に対する補正気温の誤差は、±０．５℃未満が９１．９％、−０．５℃以下が１．４％、＋０．５℃以上が６．７％であり、±０．５℃未満の誤差が９１％以上となった。

図３を用いて本発明の他の実施例による気温測定装置について説明する。
図３は、本発明のそれぞれ異なる実施例による気温測定装置の要部断面構成図である。
図３（ａ）は図１に示す本実施例による気温測定装置の要部断面構成図、図３（ｂ）は他の実施例による同装置の要部断面構成図、図３（ｃ）は更に他の実施例による同装置の要部断面構成図、図３（ｄ）は更に他の実施例による同装置の要部断面構成図、図３（ｅ）は更に他の実施例による同装置の要部断面構成図、図３（ｆ）は更に他の実施例による同装置の要部断面構成図である。
図３（ａ）に示す構成では、同じ日射量であっても、太陽高度によって検出される照度（光量）が異なる場合がある。
図３（ｂ）では円筒形状とした第１筐体１０Ｂを示し、図３（ｃ）では円錐台形状とした第１筐体１０Ｃを示し、図３（ｄ）及び図３（ｅ）ではドーム形状とした第１筐体１０Ｄ、１０Ｅを示している。
円筒形状とした第１筐体１０Ｂは、底面の中央部に第１空気口１５を形成し、上面の中央部に第２空気口１６を形成している。円錐台形状とした第１筐体１０Ｃは、底面の中央部に第１空気口１５を形成し、上面の中央部に第２空気口１６を形成している。ドーム形状とした第１筐体１０Ｄは、底面の中央部に第１空気口１５を形成し、上面の中央部に第２空気口１６を形成している。ドーム形状とした第１筐体１０Ｅは、下部材１４の中央部に第１空気口１５を形成し、第１筐体１０Ｅの下端と下部材１４との間に設けた隙間で第２空気口１６を形成している。
このように、円筒形状とした第１筐体１０Ｂ、円錐台形状とした第１筐体１０Ｃ、ドーム形状とした第１筐体１０Ｄを用いることで、第１筐体１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに対する日射の方向や太陽高度が変化しても、第１筐体１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄで受ける日射面の形状による影響を少なくでき、精度の高い補正を行える。
また、図３（ｆ）に示すように、上部材１１、中間部材１２、１３、及び下部材１４を所定の間隔で積層して第１筐体１０Ｆを構成し、中間部材１３及び下部材１４には、中央部に通気孔を形成し、下部材１４に形成している通気孔を第１空気口１５とし、中間部材１２と中間部材１３との間に形成する外周隙間を第２空気口１６とし、中間部材１２と中間部材１３との間に温度センサ２０を配置し、上部材１１と中間部材１２との間に光センサ４０を配置してもよい。
図３（ｆ）に示すように、光センサ４０を通風路とは別の空間に配置することで、通風路内に浸入する粉塵や雨水から光センサ４０を保護することができる。

第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆは白色材で形成し、光センサ４０では、第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆからの透過光、及び第１空気口１５と第２空気口１６とからの散乱光による照度を検出するものであることが好ましい。第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆを白色材で形成することで日射による第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆの昇温を少なくできる。また、第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆを白色材で形成することで透過光から照度を検出することができ、第１空気口１５と第２空気口１６とからの散乱光に加えて白色材による透過光から照度を検出することで精度の高い補正を行える。

また、第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆは白色セラミック材で形成し、光センサ４０では、第１空気口１５と第２空気口１６とからの散乱光による照度を検出するものであることも好ましい。第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆを白色セラミック材で形成することで、日射による第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆの昇温を少なくできる。また、散乱光から照度を検出することで精度の高い補正を行える。

また、光センサ４０として、少なくとも第１光センサ４１と第２光センサ４２を設けた場合には、制御部７０では、第１光センサ４１及び第２光センサ４２の正常動作を監視し、第１光センサ４１及び第２光センサ４２が正常に動作しているときには、第１光センサ４１及び第２光センサ４２を用いて補正を行い、第１光センサ４１及び第２光センサ４２のいずれかが正常に動作していないときは、正常に動作している第１光センサ４１又は第２光センサ４２を用いて補正を行うことが好ましい。第１光センサ４１及び第２光センサ４２を用いて補正を行うことで補正精度を高めることができ、第１光センサ４１及び第２光センサ４２のいずれかが正常に動作している限り気温の算出を行うことができる。

また、第２筐体５０には、異常を出力する出力部を設けることが好ましい。そして、制御部７０では、温度センサ２０、光センサ４０、及び通風ファン３０の正常動作を監視し、温度センサ２０、光センサ４０、及び通風ファン３０のいずれかの異常を検出すると出力部から出力することで、異常状態を迅速に報知することができる。特に気温測定装置は太陽光の下での明環境で使用されるため、音による報知が適している。

また、第１筐体１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ又は第２筐体５０には、設置方位を示す方位目印を設けることが好ましい。設置方位を示す方位目印を設けることで、設置方位を利用者に促すことができ、設置方位によって異なることが予想される気温算出誤差を少なくできる。
なお、上記実施例では通風ファン３０によって強制通風を行っているが、通風ファン３０を設けなくてもよい。

以上のように、光センサ４０の出力値から日射誤差値を推定し、温度センサ２０の検出温度を補正することで、日射による昇温を除去し、正しい気温を算出することができる。

本実施例による気温測定装置は、農業分野に限ることなく広く気象測定用装置としても用いることができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ 第１筐体
１１ 上部材
１２、１３ 中間部材
１４ 下部材
１５ 第１空気口
１６ 第２空気口
２０ 温度センサ
３０ 通風ファン
３１ フィルター
４０ 光センサ
４１ 第１光センサ
４２ 第２光センサ
４３ 第３光センサ
５０ 第２筐体
６０ 連結棒
７０ 制御部
８０ プリント基板
８１ 通風口
８２ 配線
Ｘ 仮想中心軸

Claims (12)

1. 温度を検出する温度センサと、
   照度を検出する光センサと
   気温を算出する制御部と
   を備え、
   前記制御部では、
   前記温度センサの検出温度を前記光センサの出力値によって補正し、日射による昇温を除去する
   ことを特徴とする気温測定装置。
2. 第１空気口と、前記第１空気口より上方に配置する第２空気口とを形成する第１筐体内に、前記温度センサと前記光センサとを収容し、
   前記第２空気口の上方に第２筐体を配置し、
   前記第２筐体内に前記制御部を収容する
   ことを特徴とする請求項１に記載の気温測定装置。
3. 前記第１空気口から前記第２空気口までの間に形成される通風路に通風ファンを設け、
   前記通風ファンによって、空気を、前記第１空気口から吸い込み、前記第２空気口から排出し、
   前記通風ファンの上流側にフィルターを設けた
   ことを特徴とする請求項２に記載の気温測定装置。
4. 前記第１筐体を白色材で形成し、
   前記光センサでは、前記第１筐体からの透過光、及び前記第１空気口と前記第２空気口とからの散乱光による前記照度を検出する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の気温測定装置。
5. 前記第１筐体を白色セラミック材で形成し、
   前記光センサでは、前記第１空気口と前記第２空気口とからの散乱光による前記照度を検出する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の気温測定装置。
6. 前記第１筐体を、円筒形状、円錐台形状、又はドーム形状とした
   ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の気温測定装置。
7. 前記光センサとして、少なくとも第１光センサと第２光センサを設け、
   前記制御部では、
   前記第１光センサ及び前記第２光センサの正常動作を監視し、
   前記第１光センサ及び前記第２光センサが正常に動作しているときには、前記第１光センサ及び前記第２光センサを用いて補正を行い、
   前記第１光センサ及び前記第２光センサのいずれかが正常に動作していないときは、正常に動作している前記第１光センサ又は前記第２光センサを用いて補正を行う
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の気温測定装置。
8. 異常を出力する出力部を設け、
   前記制御部では、
   前記温度センサ及び前記光センサの正常動作を監視し、
   前記温度センサ又は前記光センサの異常を検出すると前記出力部から出力する
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の気温測定装置。
9. 異常を出力する出力部を設け、
   前記制御部では、
   前記温度センサ、前記光センサ、及び前記通風ファンの正常動作を監視し、
   前記温度センサ、前記光センサ、及び前記通風ファンのいずれかの異常を検出すると前記出力部から出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の気温測定装置。
10. 前記光センサとして、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを設け、
    前記第１筐体の仮想中心軸に対して、
    前記第１光センサと前記第２光センサとを、６０度以上の角度で配置し、
    前記第２光センサと前記第３光センサとを、６０度以上の角度で配置し、
    前記第３光センサと前記第１光センサとを、６０度以上の角度で配置する
    ことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の気温測定装置。
11. 前記第１筐体又は前記第２筐体に、設置方位を示す方位目印を設けた
    ことを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の気温測定装置。
12. 前記光センサとして、第１光センサ、第２光センサ、及び第３光センサを設け、
    前記温度センサ、前記第１光センサ、前記第２光センサ、及び前記第３光センサを、プリント基板に配置し、
    前記プリント基板には通風口を形成し、
    前記プリント基板を前記第１空気口から前記第２空気口までの間に配置した
    ことを特徴とする請求項２に記載の気温測定装置。