JP2020134503A - センサ装置、超音波センサの配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを安価に抑えつつ、河川或いは海が危険水位になった時を確実に特定可能なセンサ装置を提供する。【解決手段】本発明のセンサ装置１は、超音波Ｐを発信してから、測定対象によって反射された超音波Ｐの反射波Ｈを受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を外部に送信可能な超音波センサ２と、超音波センサ２が河川或いは海の水面の上方に位置するように、超音波センサ２を支持する支持体４とを備える。超音波Ｐが河川或いは海の水面に向かうように、超音波センサ２は支持体４に取り付けられる。支持体４は、超音波センサ２を上下動させることが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波センサを備えるセンサ装置、及び超音波センサの配置方法に関する。

従来、河川が危険水位になった時を特定するために、超音波センサを使用する技術が提案されている。この種の技術として、特許文献１には、川岸から延ばしたアームに超音波センサを取り付けることで、水面上方の所定高さに超音波センサを設置する技術が開示されている。特許文献１では、超音波センサが、水面に向けて超音波を送信してから、水面で反射した反射波（超音波の反射波）が受信するまでの時間に基づき、センサと水面との間の距離（以下、センサ水面間距離と適宜記す）を検知する。そして、アームを水平方向に回動させることで、超音波センサの水平位置が変更可能とされる（つまり超音波センサによるセンサ水面間距離の検知位置を水平方向に変更できる）。

特開２００２−１７４５１６号公報

しかしながら特許文献１では、上述のようにアームの回動によって超音波センサの水平位置を変更できるものの、超音波センサの上下位置は一定とされる。このため、汎用されている超音波センサが使用される場合には、超音波センサの出力が低いことで、センサ水面間距離が短い状況（例えばセンサ水面間距離が４ｍ以下となる状況）でしか、センサ水面間距離を検知できない。水位の低下によってセンサ水面間距離が大きくなる可能性がある場合には、出力の高い超音波センサを使用する必要があり、高額なコストを要することになる。

また特許文献１では、超音波センサの上下位置が一定とされることで、超音波センサが故障でセンサ水面間距離を検知しないにもかかわらず、管理者が、センサ水面間距離が検知しないのは、水位が低下してセンサ水面間距離が大きくなったためと思い込む虞がある。その結果、超音波センサに生じた故障が放置されたままとされて、危険水位になった時に超音波センサが動作せず、危険水位になった時を特定できない虞がある。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、コストを安価に抑えつつ、河川或いは海が危険水位になった時を確実に特定可能な情報を得るセンサ装置及び超音波センサの配置方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。

項１．超音波を発信してから、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を外部に送信可能な超音波センサと、
前記超音波センサが河川或いは海の水面の上方に位置するように、前記超音波センサを支持する支持体とを備え、
前記超音波が河川或いは海の水面に向かうように、前記超音波センサが前記支持体に取り付けられ、
前記支持体は、前記超音波センサを上下動させることが可能であるセンサ装置。

項２．前記超音波センサを収容する筐体をさらに備え、
前記筐体の開口部から出射された前記超音波が河川或いは海の水面に向かうように、前記筐体が前記支持体に取り付けられ、
前記支持体は、前記筐体を上下動させることが可能である項１に記載のセンサ装置。

項３．虫の接近を防止するための忌避材が、前記筐体を形成する材料に含まれている項２に記載のセンサ装置。

項４．虫の接近を防止するための忌避材が、前記筐体の表面の少なくとも一部に塗布されている項２又は３に記載のセンサ装置。

項５．前記筐体の表面には撥水剤が塗布されている項１乃至４のいずれかに記載のセンサ装置。

項６．前記筐体の開口部は、虫の侵入を防止するためのシートで覆われている項１乃至５のいずれかに記載のセンサ装置。

項７．前記支持体は、上下方向に延びるポールを備え、
前記ポールを上下方向にスライドさせることで、前記筐体を上下動させることが可能である項２乃至６のいずれかに記載のセンサ装置。

項８．前記支持体は、水平方向に延びるアームを備え、
前記アームの一端側に前記ポールが取り付けられ、前記アームの他端側に前記筐体が取り付けられる項７に記載のセンサ装置。

項９．前記超音波センサに接続されるアンテナを備え、
前記アンテナは、前記アームの長手方向に延びるように、前記アームに取り付けられるもの、或いは前記アンテナは前記アームによって構成されるものであって、
前記超音波センサは、前記時間に基づく情報を前記アンテナから外部に送信する項８に記載のセンサ装置。

項１０．支持具をさらに備え、
前記支持体は、前記筐体が取り付けられるアームを備え、
前記アームは、水平方向に延びるものであって、前記アームの一端側は、上下方向に延びる支柱に締結されており、
前記支持具は、前記アームの下側且つ近傍において前記支柱に着脱自在に取り付けられるものであって、前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩めることで、前記アームの一端側を前記支持具に支持させた状態で、前記アームを前記支柱回りに回転させることが可能であり、
前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩め、且つ、前記支柱から前記支持具を取り外すことで、前記アームを前記支柱に沿って上下方向にスライドさせて、前記筐体を上下動させることが可能である項２乃至６のいずれかに記載のセンサ装置。

項１１．前記アームの上側且つ近傍において前記支柱に着脱自在に取り付けられる抑付具をさらに備え、
前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩めた際には、前記支持具に支持される前記アームの一端側を、前記抑付具によって下方に抑え付けることが可能であり、
前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩め、且つ、前記支柱から前記支持具及び前記抑付具を取り外すことで、前記アームを前記支柱に沿って上下方向にスライドさせて、前記筐体を上下動させることが可能である項１０に記載のセンサ装置。

項１２．前記筐体は、水平方向にスライド自在に前記アームに取り付けられている項８乃至１１のいずれかに記載のセンサ装置。

項１３．項１乃至１２のいずれかに記載のセンサ装置を備えるセンサシステムであって、
前記超音波センサによって計測された時間と、前記超音波の発信時或いは前記反射波の受信時における前記超音波センサ付近の気温を用いて求められる音速とに基づき、前記超音波センサから前記測定対象までの距離を示す情報を取得する距離取得手段を備えるセンサシステム。

項１４．超音波センサの配置方法であって、
前記超音波センサは、超音波を発信してから、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を外部に送信可能なものであり、河川或いは海の危険水位よりも下方に位置する固体の部分に前記超音波が向かうように、前記超音波センサは配置され、
前記固体の部分と前記超音波センサとの間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離よりも短い超音波センサの配置方法。

項１５．前記固体は、河川の堤防である項１４に記載の超音波センサの配置方法。

項１６．河川或いは海の水面の上方に配置される超音波センサと、
前記超音波センサと前記水面との間に配置される反射板とを備え、
前記超音波センサは、下側に向けて超音波を放射状に発信するものであって、超音波を発信することに伴い前記超音波に関する信号を出力し、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信することに伴い当該反射波に関する信号を出力することが可能であり、
前記反射板と前記超音波センサとの間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離よりも短く、
前記超音波センサから発せられる超音波のうち、一部の超音波が前記反射板に向かい、残りの超音波が前記反射板よりも下側に向かうものとされるセンサ装置。

項１７．前記超音波センサと河川或いは海の危険水位との間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離以下である項１６に記載のセンサ装置。

本発明のセンサ装置によれば、支持体が超音波センサを上下動させることが可能であることで、河川或いは海の水面と超音波センサとの間の距離を、超音波センサによって検知可能な最大の距離（以下、最大検知距離と適宜記す）よりも短くすることができる。このため、超音波センサは、故障が生じない限り、常時、反射波を検知することで、超音波を発信してから、測定対象によって反射された超音波の反射波を受信するまでの時間時間を計測して、当該時間に基づく情報を送信するものとなる。したがって、超音波センサに故障が生じた場合には、上記の情報が超音波センサから送信されなくなることで、管理者は超音波センサに故障が生じたと認識する（従来のように、超音波センサが距離を検知しないのは、距離が大きいためであると、管理者が思い込むことを回避できる）。したがって、超音波センサを修理する対応が迅速に取られるので、河川或いは海が危険水位になる時に確実に超音波センサを正常に動作させることができる。これにより超音波センサが検知する距離によって、河川或いは海が危険水位になったことを確実に特定できる。

また本発明のセンサ装置によれば、支持体が超音波センサを上下動させることが可能であることで、汎用されている低出力の超音波センサが使用されて、最大検知距離が短くなる場合でも、河川或いは海の水面と超音波センサとの間の距離を、最大検知距離よりも短くすることができる。したがって、低出力の超音波センサが使用される場合でも、超音波センサが常時反射波を検知可能な状態にすることができるので、高出力の超音波センサを使用する必要がない。したがってコストを安価に抑えることができる。また橋梁内等の施工しやすい箇所で超音波センサをアームに取り付け、その後、ポールを用いて計測のために配置すべき高さに調整して配置することができる。これにより、足場設置などのコストを掛けずに、安全に超音波センサを配置することができる。同様に、超音波センサの電池、バッテリー等の給電部（装置）の寿命が終わった際の更新や故障等による交換等のメンテナンス時も、安全かつ安価に作業をすることができる。更に、河川が危険水位を超えるような増水時に漂流物の衝突よる超音波センサの破損を防ぐため、水位計測を止めて超音波センサの配置高さを上げる、または超音波センサを回収する際にも同様の効果を得ることができる。

また本発明の超音波センサの配置方法によれば、固体の部分の高さが一定であり、且つ、固体の部分と超音波センサとの間の距離が、最大検知距離よりも短くされる。これにより、河川或いは海の水位が危険水位よりも下方にある場合には、超音波センサに故障が生じない限り、超音波センサは、常に、反射波を検知することで、超音波を発信してから、測定対象によって反射された反射波を受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を送信するものとなる。したがって、超音波センサに故障が生じた場合には、超音波センサから上記の情報が送信されなくなることで、管理者は超音波センサに故障が生じたと認識する。このため、超音波センサを修理する対応が迅速に取られる。これにより、河川或いは海が危険水位になった際に確実に超音波センサを正常に動作させることができるので、超音波センサが検知する距離によって、河川或いは海が危険水位になったことを確実に特定できる。

また、汎用されている低出力の超音波センサが使用される場合でも、固体の部分と超音波センサとの間の距離を最大検知距離よりも短くすることで、超音波センサが常時反射波を検知可能な状態にすることができる。このため、高出力の超音波センサを使用する必要がないので、コストを安価に抑えることができる。

また本発明のセンサ装置によれば、反射板と超音波センサとの間の距離が最大検知距離よりも短くされることで、超音波センサに不具合が生じない限り、超音波センサは、常に、反射板からの反射波に関する信号を出力するものとなる。したがって、超音波センサに不具合が生じた場合には、超音波センサが上記信号を出力しなくなることで、管理者は、超音波センサに不具合が生じたと認識する。このため、超音波センサを修理する対応が迅速に取られる。これにより、河川或いは海が危険水位になった際に確実に超音波センサを正常に動作させることができるので、河川或いは海が危険水位になったことを確実に特定できる。

また、汎用されている低出力の超音波センサが使用される場合でも、反射板と超音波センサとの間の距離を最大検知距離よりも短くすることで、超音波センサは、反射板からの反射波に関する信号を出力するものとなる。したがって高出力の超音波センサを使用する必要がないので、コストを安価に抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係るセンサ装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係るセンサ装置が河川の上方に配置された状態を示す概略図である。 第１実施形態に係るセンサ装置が河川の上方に配置された状態を示す概略図である。 ポールが締結具によって支柱に取り付けられた状態を示す側面図である。 ポールを支柱に取り付けるために使用される締結具を示す平面図である。 第１実施形態のセンサ装置が組み込まれるセンサシステムを示す概略図である。 超音波センサを収容する筐体を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るセンサ装置が河川の上方に配置された状態を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るセンサ装置が河川の上方に配置された状態を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係るセンサ装置を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るセンサ装置の変形例を示す斜視図である。 第３実施形態のセンサ装置が組み込まれるセンサシステムを示す概略図である。 気象協会発表の気温の時間推移や筐体の内側の気温の時間推移を示すグラフである。 超音波センサが計測した発信受信時間を用いて求められる超音波センサと河川の水面との間の距離の時間推移を示すグラフである。 本発明の第４実施形態に係るセンサ装置を示す斜視図である。 第４実施形態に係るセンサ装置を示す概略側面図である。 第４実施形態に係るセンサ装置を示す概略平面図である。 支持具或いは抑付具として使用可能な器具を示す斜視図である。 第４実施形態に係るセンサ装置の変形例を示す図であって、（Ａ）は概略側面図、（Ｂ）は概略平面図である。 本発明の変形例に係るセンサ装置が河川或いは海の上方に配置された状態を示す概略図である。 本発明の変形例に係るセンサ装置が河川或いは海の上方に配置された状態を示す概略図である。 超音波センサの出力信号に示される波の強度と時間との関係を示すグラフである。 超音波センサの出力信号に示される波の強度と時間との関係を示すグラフである。 管理サーバーによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係るセンサ装置を示す図であって、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。

以下、本発明の第１実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサ装置１を示す斜視図である。図２及び図３は、第１実施形態に係るセンサ装置１を河川Ｋの上方に配置した状態を示す概略図である。図２は、河川Ｋが通常水位にある時の状態を示し、図３は、河川Ｋが危険水位になった時の状態を示している。危険水位とは、例えば、気象庁が指定する氾濫危険水位、避難判断水位、氾濫注意水位、水防団待機水位のいずれかである。

第１実施形態のセンサ装置１は、河川Ｋが危険水位になった時を特定するために使用される。図２及び図３に示す例では、河川Ｋの上方を横切る橋桁ＢのガードレールＲにセンサ装置１が吊り下げられることで、センサ装置１は河川Ｋの上方に位置している。

図１〜図３に示すように、センサ装置１は、超音波センサ２と、筐体３と、支持体４と、アンテナ５とを備える。

支持体４は、上下方向に延びるポール７と、水平方向に延びるアーム８とを備える。ポール７は、樹脂、FRP、カーボン又は、アルミ等の防錆力に優れた金属、或いは塗装や樹脂被覆等の防錆処理を施した金属等によって形成される。ポール７は、上下方向にスライド自在にガードレールＲの支柱６に取り付けられる(図２，図３)。この取り付けは、例えば、図４及び図５に示す締結具５０を用いて行われる。締結具５０は、親子バンドと称されるものであって、従来、防護柵や標識にポールを取り付けるために使用されている。

締結具５０は、一方側に配置される半円状バンド５１，５１と、他方側に配置される半円状バンド５２，５２とを備える。半円状バンド５１，５１の各々では、一方側端部に締結片５３が外方に延設され、他方側端部に締結片５４が外方に延設される。半円状バンド５２，５２の各々では、一方側端部に締結片５５が外方に延設され、他方側端部に締結片５６が外方に延設される。

上記の締結具５０の使用時には、半円状バンド５１，５１が相対し、半円状バンド５２，５２が相対し、且つ、半円状バンド５２，５２の締結片５５，５５の間に半円状バンド５１，５１の締結片５４，５４が位置するものとされる。

ポール７を支柱６に取り付ける際には、半円状バンド５１，５１によって構成される環体の内側に支柱６を通し、半円状バンド５２，５２によって構成される環体の内側にポール７を通すことが行われる。そして締結片５３，５３を貫通するボルト５７にナット５８を螺合させ、締結片５４，５４，５５，５５を貫通するボルト５９にナット６０を螺合させ、締結片５６，５６を貫通するボルト６１にナット６２を螺合させることが行われる。以上の作業により、支柱６が半円状バンド５１，５１に締め付けられ、ポール７が半円状バンド５２，５２に締め付けられることで、締結具５０を介してポール７が支柱６に取り付けられた状態になる。そして上記の締結具５０によれば、ボルト６１及びナット６２による締結片５３，５３の締結を緩め、さらに必要あらば、ボルト５９及びナット６０による締結片５４，５４，５５，５５の締結も緩めることで、半円状バンド５２，５２によるポール７の締め付けを弱めることができる。これによりポール７を上下方向にスライドさせることができる。なお、支柱６にポール７を取り付けるために使用可能な締結具は、上記の締結具５０に限定されず、ポール７を上下方向にスライド自在に支柱６に取り付け可能な公知の締結具を使用できる。

アーム８（図１〜図３）は、樹脂、FRP、カーボン又は、アルミ等の防錆力に優れた金属、或いは塗装や樹脂被覆等の防錆処理を施した金属等によって形成される。アーム８の一端側は、ポール７に固定される。図１に示す例では、金属製のＵ字クランプ９の内側にポール７を通した状態で、ボルト１０を用いてＵ字クランプ９の両端部をアーム８の一端側に締結することで、アーム８の一端側がポール７に固定されている。なおＵ字クランプ９以外の公知の手段によって、アーム８の一端側がポール７に固定されてもよい。また図示例では、ポール７の下端にアーム８が固定されているが、ポール７の任意の高さ位置にアーム８は固定され得る。なお河川Ｋの水面Ｓに近い位置に超音波センサ２を配置可能とすべく、ポール７の下側にアーム８を固定することが好ましい。

アーム８は、長手方向に延びる空洞を有する。アンテナ５は、アーム８の空洞に配置されて、アーム８の長手方向に延びるものとされる。

筐体３は、箱状を呈するものであり、アーム８の他端側に取り付けられる。筐体３は、樹脂、FRP、或いは通信のための電波を通す構造を有するアルミ等の防錆力に優れた金属等から形成される。筐体３に虫が接近することを防止するために、筐体３の材料には、虫の忌避材が含まれる。忌避材は、例えば、ピレスロイド系化合物、有機リン系化合物、有機塩素系化合物、有機ケイ素系化合物、カーバメイト系化合物、オキサジアゾール系化合物、ネライストキシン系化合物、アミジノヒドラゾン系化合物、フェニルピラゾール系化合物、イソキサゾリン系化合物、マクロライド系化合物、IGR剤、ネオニコチノイド、オレイン酸ナトリウム、脂肪酸グリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、多硫化石灰、ホウ酸、フルベンジアミド、ジアフェンチロウン、ピメトロジン、ベンジルアルコール、リチウムスルフォネート、マシン油、珪藻土、ロテノン、硫酸ニコチン、ナフタレン、樟脳、ディート、イカリジン、ファルネシルアセトン、イソプロチオラン、チウラム、ジラム、ブチルアセチルアミノプロピオン酸エチル、p-メンタン-3,8-ジオール、シナモン、酢酸シンナミル、ターピネオールのうちのいずれか１種以上を含むものである。

超音波センサ２は、超音波Ｐを発信する送波器と、反射波Ｈを受信する受波器と、送波器及び受波器の駆動を制御する制御装置とを備える。

制御装置は、筐体３の内部に配置される。制御装置は、ケーブル１２を介してアンテナ５と接続されており、この接続によって制御装置はアンテナ５から情報を送信可能である（ケーブル１２の一端側は、筐体３を貫通して、制御装置に接続され、ケーブル１２の他端側は、アーム８を貫通して、アンテナ５に接続されている）。なお必ずしもケーブル１２を筐体３の外側に配置する必要はなく、筐体３の内部にケーブル１２を配置してもよい。

筐体３の壁面３ａには開口部１７（図１）が形成されており、送波器から発信された超音波Ｐが開口部１７から出射し、且つ、開口部１７を通過する反射波Ｈが受波器に受信されるように、開口部１７に送波器や受波器が配置される。

そして図２や図３に示すように、開口部１７の形成された筐体３の壁面３ａが河川Ｋ側（下側）を向くように、センサ装置１が河川Ｋの上方に配置される。これにより、開口部１７から出射された超音波Ｐが、河川Ｋの水面Ｓに向かうものとなり、水面Ｓで反射された反射波Ｈのうち、開口部１７に入った反射波Ｈが受波器に受信される。

超音波センサ２の制御装置は、受波器が反射波Ｈを受信するたびに、超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間（以下、発信受信時間）を計測する。そして制御装置は、上記の発信受信時間に基づく情報を、アンテナ５から外部に送信する。

例えば、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、「発信受信時間の計測値を示す情報」とされる。この場合、例えば、制御装置は、所定時間が経過するたびに、当該所定時間内に計測された発信受信時間の計測値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

或いは、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、所定時間内に計測された発信受信時間の計測値のうち、最大値、最小値、最頻値、或いは最終値（最後に検知された発信受信時間の値）を示す情報とされる。この場合、制御装置２３は、所定時間が経過するたびに、上記の最大値、最小値、最頻値、或いは最終値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

或いは、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、所定時間内に計測された複数の発信受信時間の平均値を示す情報」とされる。この場合、制御装置２３は、所定時間が経過するたびに、当該所定時間内に計測された発信受信時間の平均値を求めて、当該平均値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

或いは、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、「発信受信時間の変動値を示す情報」とされる。この場合、制御装置は、発信受信時間を計測するたびに、「今回計測された発信受信時間と前回計測された発信受信時間との差」／「前回の発信受信時間を計測してから今回の発信受信時間を計測するまでの時間」の計算によって、「発信受信時間の変動値」を求めて、当該変動値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

なお上記の「発信受信時間の変動値」を求める計算は、後述の管理サーバー２２（図６）で行われてもよい。この場合、超音波センサ２の制御装置は、発信受信時間を計測するたびに、「発信受信時間の計測値を示す情報」を管理サーバー２２に送信する。管理サーバー２２は、超音波センサ２から受信された情報を用いて、「発信受信時間の変動値」を求める。

また、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、例えば、「超音波センサ２と水面との間の距離Ｌの値を示す情報とされる。この場合、制御装置は、発信受信時間を計測するたびに、当該発信受信時間の値と音速とから、超音波センサ２と水面との間の距離Ｌの値を求める。そして制御装置２３は、所定時間が経過するたびに、当該所定時間内に求められた距離Ｌの値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

或いは、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、所定時間内に求められた距離Ｌの値のうち、最大値、最小値、最頻値、或いは最終値（最後に検知された距離Ｌの絶対値）を示す情報とされる。この場合、制御装置２３は、所定時間が経過するたびに、当該所定時間内に求めた複数の距離Ｌの値のうち、最大値、最小値、最頻値、或いは最終値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

或いは、「発信受信時間に基づく情報」は、「複数の距離Ｌの平均値を示す情報」とされる。この場合、制御装置２３は、所定時間が経過するたびに、当該所定時間内に求めた距離Ｌの平均値を求めて、当該距離Ｌの平均値を示す情報をアンテナ５から外部に送信する。

或いは、上記の「発信受信時間に基づく情報」は、「距離Ｌの変動値」とされる。この場合、制御装置は、発信受信時間を計測するたびに、当該発信受信時間の値と音速とから距離Ｌの値を求めるとともに、「今回求めた距離Ｌの値と前回求めた距離Ｌとの差」／「前回の距離Ｌの値を求めてから今回の距離Ｌの値を求めるまでの時間」の計算によって、「距離Ｌの変動値」を求める。そして制御装置は、当該変動値を示す情報を、アンテナ５から外部に送信する。

なお上記の「距離Ｌの値」、「距離Ｌの最大値・最小値・最頻値・最終値」、「距離Ｌの平均値」、或いは「距離Ｌの変動値」を求める処理は、後述の管理サーバー２２（図６）で行われてもよい。この場合、超音波センサ２の制御装置は、発信受信時間を計測するたびに、「発信受信時間の計測値を示す情報」を管理サーバー２２に送信する。管理サーバー２２は、超音波センサ２から受信された情報を用いて、「距離Ｌの値」、「距離Ｌの最大値・最小値・最頻値・最終値」、「距離Ｌの平均値」、或いは「距離Ｌの変動値」を求める。

ここで、超音波センサ２から水面Ｓに向かう超音波Ｐや、水面Ｓから超音波センサ２に向かう反射波Ｈは、空間を伝搬する過程で、強度が減衰する。このことから、超音波センサ２が反射波Ｈを検知可能な距離Ｌには、限界がある(以下、超音波センサ２が水面Ｓで反射された反射波Ｈを検知可能な最大の「超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ」を、「最大検知距離Ｌｍａｘ」と記す)。

そこで第１実施形態では、ポール７の上下方向のスライドで超音波センサ２を上下動させることで（具体的には、ポール７のスライドによって、アーム８を上下動させ、これに伴い超音波センサ２が収容される筐体３を上下動させることで）、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされる。例えば河川Ｋが通常水位にある平時では、ポール７のスライドによって、超音波センサ２と通常水位との間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされることで、超音波センサ２が反射波Ｈを検知可能な状態とされる（図２）。また大雨や台風等の到来で河川Ｋが危険水位に上昇する虞がある期間では、ポール７のスライドによって、超音波センサ２と危険水位との間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされることで、超音波センサ２が反射波Ｈを検知可能な状態とされる（図３）。

図６は、第１実施形態のセンサ装置１が組み込まれるセンサシステム２０の一例を示している（なお本発明のセンサ装置１が組み込むことの可能なセンサシステムは図６に示すものに限定されない）。

図６に示すセンサシステム２０は、上述したセンサ装置１と、基地局２１と、管理サーバー２２とを有する。このセンサシステム２０では、無線又は有線のネットワークＮを介して、基地局２１と管理サーバー２２との通信が可能である。また、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）や３Ｇや４Ｇ等の通信方式によって、超音波センサ２と基地局２１との通信が可能である。なお消費電力を抑えて遠距離通信を実現する観点から、通信方式はＬＰＷＡであることが好ましい。また第１実施形態では、アーム８に沿ってアンテナ５（図１）を長く延ばすことで、基地局２１からセンサ装置１が遠く離れる場合でも、超音波センサ２と基地局２１との通信が可能である。なおアーム８がアンテナを構成するものとされてもよい。この場合でも、アンテナの長さを大きくすることができるので、基地局２１からセンサ装置１が遠く離れる場合でも、超音波センサ２と基地局２１との通信が可能である。なおアンテナは、筐体３の内部に設けられるものであってもよい。

上記のセンサシステム２０では、超音波センサ２から送信された「発信受信時間に基づく情報」が、基地局２１に受信される。そしてネットワークＮを介して、基地局２１から送信された「発信受信時間に基づく情報」が管理サーバー２２に受信される。管理サーバー２２は、「発信受信時間に基づく情報」に示される値と閾値とを比較して、比較結果に基づく情報を出力する。例えば、「発信受信時間に基づく情報」が上記の「発信受信時間の計測値・平均値・最大値・最小値・最頻値・最終値を示す情報」や「距離Ｌの値・平均値・最大値・最小値・最頻値・最終値を示す情報」である場合には、管理サーバー２２は、情報に示される値が閾値よりも小さくなったときに、河川Ｋが危険水位になったことを示す情報を出力する。また「発信受信時間に基づく情報」が上記の「発信受信時間の変動値を示す情報」や「距離Ｌの変動値を示す情報」である場合には、管理サーバー２２は、情報に示される変動値が閾値よりも大きくなったときに、河川Ｋが危険水位になる可能性が高いことを示す情報を出力する。

また超音波センサ２に故障が生じた場合には、超音波センサ２は、超音波Ｐを発信しないことや、反射波Ｈを検知しないことで、発信受信時間を計測しないものとなる。その結果、「発信受信時間に基づく情報」が超音波センサ２から送信されなくなる。そして、管理サーバー２２は、所定時間、「発信受信時間に基づく情報」が受信されない場合、超音波センサ２に故障が生じたことを示す情報を出力する。

以上説明した第１実施形態によれば、ポール７のスライドで超音波センサ２を上下動させることで、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌを、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすることができる（図２，図３）。このため、超音波センサ２は、故障が生じない限り、常時、反射波Ｈを検知することで、発信受信時間を計測して、「発信受信時間に基づく情報」を送信するものとなる。これにより超音波センサ２に故障が生じた場合には、「発信受信時間に基づく情報」が超音波センサ２から送信されないことで、超音波センサ２に故障が生じたと管理者に認識させることができる（従来のように、超音波センサから情報が送信されないのは、超音波センサと水面との間の距離Ｌが大きいためであると、管理者が思い込むことを回避できる）。したがって超音波センサ２を修理する対応が迅速に取られるので、河川Ｋが危険水位になる時に確実に超音波センサ２を正常に動作させることができる。このため超音波センサ２が送信する「発信受信時間に基づく情報」によって、河川Ｋが危険水位になったことを確実に特定できる。

さらに第１実施形態によれば、上述のようにポール７のスライドで超音波センサ２の上下動させることができるので、汎用されている低出力の超音波センサ２が使用される場合でも、センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌを、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすることができる。このため、低出力の超音波センサ２が使用される場合でも、超音波センサ２が常時反射波を検知して発信受信時間を測定する状態にできるので、高出力の超音波センサ２を使用する必要がない。したがってコストを安価に抑えることができる。

なお、ポール７をスライド自在に取り付ける対象（センサ装置１を吊り下げる対象）は橋桁Ｂに設けられるガードレールＲの支柱６に限定されず、支柱６以外の橋桁Ｂの部分や、河川の岸或いは水底に立設させた支柱等としてもよい。また、ポール７を上下方向にスライド自在にすることの代わりに或いは加えて、アーム８を上下方向にスライド自在にポール７に取り付けてもよい。この場合でも、アーム８のスライドによって、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌを最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くできるので、河川Ｋが危険水位になった時を特定できる。

また第１実施形態によれば、筐体３の材料に虫の忌避材が含まれることで、筐体３に虫が接近することを防止できる。これにより、開口部１７が虫に塞がれることで、開口部１７から超音波Ｐが出射しないことや、反射波Ｈが開口部１７を通過しないことが防止される。したがって、超音波センサ２による距離Ｌの検知が安定して行われる。

なお上記の忌避材を筐体３の材料に含ませることの代わりに或いは加えて、筐体３の表面（内面及び外面）の少なくとも一部に、上記の忌避材を塗布してもよい。このようにしても開口部１７に虫が接近することを防止できる。なおこの場合には、少なくとも開口部１７の内面に忌避材を塗布することが好ましい。このようにすれば、虫が開口部１７に接近することを確実に防止できる。

また筐体３の表面に撥水剤を塗布してもよい。撥水剤は、例えば、フッ素系塗料や、シリコン系塗料である。筐体３の表面に撥水剤を塗布すれば、筐体３の表面が滑らかになるため、筐体３に虫が付くことを防止できる。そしてこのことから、虫が筐体３の表面に卵のうを産み付けることをも防止できる。したがって、虫そのものや、虫の卵のうによって、開口部１７から超音波Ｐを出射しないことや、反射波Ｈが開口部１７を通過しないことを防止できる。

また図７に示すように、筐体３の開口部１７を、虫の侵入を防止するためのシート６３で覆ってもよい。シート６３として、例えば、メッシュ状を呈するフィルム或いはクロスを使用できる。或いは、上記のシート６３として、不織布やパンチング加工によって複数の孔が形成されたシートを使用できる。またシート６３の材料として、例えば、樹脂、金属、金属酸化物を使用できる。上記のようにシート６３で筐体３の開口部１７を覆えば、虫が開口部１７に入ることを防止できる。これにより、虫が開口部１７に入ることで、開口部１７から超音波Ｐが出射しないことや、反射波Ｈが開口部１７を通過しないことを防止できる。なおシート６３を構成する材料に、虫の忌避材を含ませてもよく、或いは、シート６３の表面に虫の忌避材を塗布してもよい。このようにすれば、シート６３に虫が付くことを防止できるので、開口部１７から超音波Ｐを出射しないことや、反射波Ｈが開口部１７を通過しないことを、より確実に防止できる。

次に本発明の他の実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と相違する点を説明し、第１実施形態と共通する点については図面に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図８及び図９は、第２実施形態に係るセンサ装置１が河川Ｋの上方に設置された状態を示す概略図である。図８は、河川Ｋが通常水位にある時の状態を示し、図９は、河川Ｋが危険水位になった時の状態を示している。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、河川Ｋが危険水位になった時を特定するために、超音波センサ２を備えるセンサ装置１が使用されて、当該センサ装置１が図６に示すセンサシステム２０を構成するものとされるが、超音波センサ２の位置が第１実施形態と異なる。

すなわち第２実施形態では、「河川Ｋの危険水位よりも下方に位置し、高さが一定である堤防Ｔの部分Ｔａ（固体の部分）」に超音波Ｐが向かうように、超音波センサ２が配置される。この配置は、ガードレールＲにおけるポール７の吊り下げ位置等を調整することで実現され得る（例えばポール７を吊り下げるガードレールＲの支柱６を選択することで実現され得る）。

そしてガードレールＲに固定するポール７の高さ位置等を調整することにより、堤防Ｔの部分Ｔａと超音波センサ２との間の距離Ｌが、超音波センサ２の最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされる。

第２実施形態によれば、堤防Ｔの部分Ｔａと超音波センサ２との間の距離Ｌが最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされる。このため図８に示すように、河川Ｋの水位が危険水位よりも下方にあり、堤防Ｔの部分Ｔａが水面Ｓから露出する期間では、超音波センサ２は、故障が生じない限り常に、反射波Ｈを検知して、超音波Ｐを発信してから水面Ｓ（測定対象）で反射された反射波Ｈを受信するまでの時間（発信受信時間）を計測し、当該発信受信時間に基づく情報を送信する。したがって、超音波センサ２に故障が生じた場合には、超音波センサ２から上記の情報が送信されなくなることで、管理者は、超音波センサ２に故障が生じたと認識する。このため、超音波センサ２を修理する対応が迅速に取られる。これにより、図９に示すように河川Ｋが危険水位になった際に確実に超音波センサ２を正常に動作させることができるので、超音波センサ２が検知する発信受信時間或いは距離Ｌによって、河川Ｋが危険水位になったことを確実に特定できる。

また、汎用されている低出力の超音波センサ２が使用される場合でも、堤防Ｔの部分Ｔａと超音波センサ２との間の距離Ｌを最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすることで、超音波センサ２が、常時、反射波Ｈを検知可能な状態にすることができる。したがって高出力の超音波センサ２を使用する必要がないので、コストを安価に抑えることができる。

なお第２実施形態でも、ポール７をスライド自在に取り付ける対象（センサ装置１を吊り下げる対象）は橋桁Ｂに設けられるガードレールＲの支柱６に限定されず、支柱６以外の橋桁Ｂの部分や、河川の岸或いは水底に立設させた支柱等としてもよい。

また第２実施形態では、必ずしも、ポール７をスライド自在にする必要はなく、ポール７の所定位置を、上記の橋桁Ｂや柱等に固定してもよい。さらにポール７を省略して、支持体４を、水平方向に延びるアーム８のみから構成してもよい。この場合でも、堤防Ｔの部分Ｔａと超音波センサ２との間の距離Ｌが最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くなるように、アーム８を上記の橋桁Ｂや柱等に取り付けることで、コストを安価に抑えつつ、河川Ｋが危険水位になったことを確実に特定できる。

さらに超音波Ｐを向ける固体の部分は、上記の堤防Ｔの部分Ｔａに限定されない。例えば、「河川Ｋの危険水位よりも下方に位置し、高さが一定である橋脚・橋台・岩・河川敷の部分（固体の部分）」に超音波が向かうように、超音波センサ２を配置してもよい。この場合でも、上記固体の部分と超音波センサ２との間の距離Ｌを、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすれば、コストを安価に抑えつつ、河川Ｋが危険水位になったことを確実に特定できる。

次に本発明の第３実施形態について説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係るセンサ装置６５を示す斜視図である。

第３実施形態のセンサ装置６５は、第１実施形態で示した構成（図１に示した構成）に加えて、温度センサ６６をさらに備える。

温度センサ６６は、筐体３の内部に配置されるものであって、筐体３の内部の気温Ｔを計測する。温度センサ６６が計測した気温Ｔは、有線又は無線の通信を介して、超音波センサ２の制御装置に入力される。

超音波センサ２の制御装置は、受波器が反射波Ｈを受信するたびに、超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間（発信受信時間）を計測するとともに、超音波Ｐの発信時或いは反射波Ｈの受信時における気温Ｔを温度センサ６６から取得して、当該気温Ｔを用いて音速ｃ（超音波Ｐ，Ｈの速度）を求める。そして超音波センサ２の制御装置は、上記の発信受信時間と音速ｃとに基づき、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ（図２，図３参照）の値を求めて、当該距離Ｌの値を示す情報を、管理サーバー２２（図６）に送信する。

例えば、超音波センサ２の制御装置は、距離Ｌの値を、音速ｃ（ｍ／ｓ）と発信受信時間ｔ（ｓ）とを用いる下記の式１から求める。

＜式１＞
Ｌ＝ｃｔ／２
音速：ｃ（ｍ／ｓ）
発信受信時間：ｔ（ｓ）

また例えば、超音波センサ２の制御装置は、式１で用いる音速ｃ（ｍ／ｓ）を、温度センサ６６の計測した気温Ｔ（℃）を用いる下記の式２から求められる。

＜式２＞
ｃ＝331.5+0.61T
温度センサ６６の計測した気温：Ｔ（℃）

第３実施形態のセンサ装置６５によれば、温度センサ６６で測定された気温Ｔを用いて音速ｃが求められることで、当該音速ｃは、現実の超音波Ｐ，Ｈの速度に近いものとなる。そして上記の音速ｃを用いて距離Ｌの値が求められることで、当該求められる距離Ｌの値は、現実の距離Ｌの値に近いものとなる。したがって超音波センサ２から送信される「距離Ｌの値を示す情報」に基づき、河川Ｋの水位をより正確に特定できる。

また第３実施形態では、筐体３の内部に温度センサ６６が設けられることで、温度センサ６６の防水を図ることができるとともに、温度センサ６６の設置に要する手間やコストを軽減できる。

なお必ずしも筐体３の内部に温度センサ６６を設ける必要はなく、図１１に示すように、筐体３の外側に温度センサ６６を配置して、筐体３の外側の気温Ｔを計測してもよい。この場合には、温度センサ６６が計測した「筐体３の外側の気温Ｔ」が、有線又は無線の通信を介して、超音波センサ２の制御装置に入力される（図示例では、ケーブル１３（有線）を介して、温度センサ６６が計測した気温Ｔが、超音波センサ２の制御装置に入力される）。上記の場合には、超音波Ｐ，Ｈが進行する筐体３の外側の空間の気温Ｔを用いて、音速ｃが求められるため、当該音速ｃは、現実の超音波Ｐ，Ｈの速度により近いものとなる。したがって音速ｃを用いて求められる距離Ｌの値は、より現実の値に近いものとなる。

また上述した例では、超音波センサ２の制御装置が、超音波Ｐの発信時或いは反射波Ｈの受信時における超音波センサ２付近の気温Ｔを用いて音速を求め、且つ、音速ｃと超音波センサ２で計測された発信受信時間とに基づき距離Ｌを示す情報を取得する情報取得手段として機能したが、当該情報取得手段は、管理サーバー２２に構成されてもよい。この場合、超音波センサ２の制御装置は、受波器が反射波Ｈを受信するたびに、発信受信時間を計測するとともに、反射波Ｈの受信時における気温Ｔを温度センサ６６から取得して、上記の発信受信時間と気温Ｔとを示す情報を、管理サーバー２２に送信する。

そして管理サーバー２２は、上記の情報を受信するたびに、情報に示される気温Ｔを用いて音速ｃ（超音波Ｐ，Ｈの速度）を求めるとともに、当該求めた音速ｃと、情報に示される発信受信時間とに基づき、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ（図２，図３）の値を求める。

また、データベースサーバーに格納される気温Ｔを用いて、音速ｃ（超音波Ｐ，Ｈの速度）が求められてもよい。この場合、センサ装置が組み込まれるセンサシステムは、図１２に示すように変更される。

図１２に示すセンサシステム６７は、超音波センサ２を備えるセンサ装置６８と、基地局２１と、管理サーバー２２と、データベースサーバー６９とを有する。このセンサシステム６７では、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）や３Ｇや４Ｇ等の通信方式によって、超音波センサ２と基地局２１との通信が可能である。また、無線又は有線のネットワークＮを介して、基地局２１と管理サーバー２２との通信や、管理サーバーとデータベースサーバー６９との通信が可能である。

データベースサーバー６９は、超音波センサ２付近に設置された温度センサ（図示せず）が計測する気温Ｔを、所定の時間間隔で取得して、データベースに格納するものである。当該データベースサーバー６９として、例えば、日本気象協会発表の外気温を格納するサーバーを使用できる。

超音波センサ２の制御装置は、受波器が反射波Ｈを受信するたびに、超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間（発信受信時間）を計測して、当該発信受信時間の値と、反射波Ｈの受信時点とを示す情報を、管理サーバー２２に送信する。

管理サーバー２２は、上記の情報を受信するたびに、情報に示される「反射波の受信時点」における超音波センサ２付近の気温Ｔをデータベースサーバー６９から取得して、当該気温Ｔを用いて音速ｃ（超音波Ｐ，Ｈの速度）を求める。

ここで上記の「超音波センサ２付近の気温Ｔ」とは、上記の「超音波センサ２付近に設置された温度センサが計測した気温Ｔ」である。「超音波センサ２付近に設置された温度センサ」とは、例えば「超音波センサ２が存在する市町村に設置された温度センサ」である。超音波センサ２が存在する市町村に複数の温度センサが設置されていて、当該複数の温度センサが計測した気温がデータベースサーバー６９に格納される場合には、管理サーバー２２は、超音波センサ２に最も近い温度センサが計測した気温Ｔを、データベースサーバー６９から取得する。

また「反射波Ｈの受信時点における気温Ｔ」とは、例えば、反射波Ｈが超音波センサ２に受信された時刻の直前或いは直後にデータベースサーバー６９に格納された気温Ｔである。例えば、データベースサーバー６９に１２時・１３時・１４時に気温Ｔが格納され、反射波Ｈが１３時１２分２０秒に超音波センサ２に受信された場合には、管理サーバー２２は、１３時１２分２０秒直前の１３時の気温Ｔ、或いは１３時１２分２０秒直後の１４時の気温Ｔをデータベースサーバー６９から取得する。

そして管理サーバー２２は、データベースサーバー６９から取得した気温Ｔを用いて音速ｃを求めるとともに、当該音速ｃと、超音波センサ２から送信された情報に示される発信受信時間とに基づき、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ（図１，図２参照）の値を求める。

なお音速ｃを求めるために、上述した反射波Ｈの受信時刻の直後にデータベースサーバー６９に格納された気温Ｔ（以下、直後の気温Ｔ）が使用される場合には、反射波Ｈの受信時刻から、直後の気温Ｔがデータベースサーバー６９に格納されるまでの間、管理サーバー２２が音速ｃ・距離Ｌを求めることができない（上記の例では、１３時１２分２０秒〜１４時００分の４７分４０秒の間、音速ｃ・距離Ｌを求めることができない）。したがってデータベースサーバー６９に気温Ｔが格納される時間間隔が長い場合には、反射波Ｈの受信時刻の直前にデータベースサーバー６９に格納された気温Ｔを用いて、音速ｃを求めることが好ましい。

また管理サーバー２２は、データベースサーバーに格納された気温のうち、反射波Ｈの受信時刻に最も近い時刻に格納された気温を取得して、当該気温を用いて音速ｃを求めてもよい。このようにすれば、音速ｃを求めるために使用される気温が、反射波Ｈの受信時刻の気温に近いものとなる。このため、音速ｃから求められる距離Ｌの値を、現実の値に近いものにすることができる。

また上記の「反射波Ｈの受信時点における超音波センサ２付近の気温Ｔ」の代わりに、「超音波Ｐの発信時点における超音波センサ２付近の気温Ｔ」が使用されてもよい。この場合、今回の超音波Ｐが発信されてから次回の超音波Ｐが発信されるまでの間において、超音波センサ２の制御装置は、受波器が反射波Ｈを受信するたびに、今回の超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間（発信受信時間）を計測して、当該発信受信時間の値と今回の超音波Ｐの発信時点とを示す情報を、管理サーバー２２に送信する。管理サーバー２２は、上記の情報を受信するたびに、情報に示される「今回の超音波Ｐの発信時点」における超音波センサ２付近の気温Ｔをデータベースサーバー６９から取得して、当該気温Ｔを用いて音速ｃ（超音波Ｐ，Ｈの速度）を求める。さらに管理サーバー２２は、当該音速ｃと、超音波センサ２から送信された情報に示される発信受信時間とに基づき、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ（図１，図２参照）の値を求める。なお「超音波センサ２付近の気温Ｔ」とは、上記と同様、「超音波センサ２付近に設置された温度センサが計測した気温Ｔ」である。また「今回の超音波Ｐの発信時点」における気温Ｔとは、例えば、今回の超音波Ｐが超音波センサ２に発信された時刻の直前或いは直後にデータベースサーバー６９に格納された気温Ｔである。データベースサーバー６９に気温Ｔが格納される時間間隔が長い場合には、超音波Ｐの発信時刻の直前にデータベースサーバー６９に格納された気温Ｔを用いて、音速ｃを求めることが好ましい。また管理サーバー２２は、データベースサーバーに格納された気温のうち、反射波Ｈの受信時刻に最も近い時刻に格納された気温を取得して、当該気温を用いて音速ｃを求めてもよい。

本発明者らは、超音波センサ２付近の気温を用いて音速を求めることによる効果を確認すべく、温度センサ６６の計測した超音波センサ２付近の気温を用いて音速を求めるケース１と、日本気象協会が発表した超音波センサ２付近の気温を用いて音速を求めるケース２と、気温を一定値にして音速を求めるケース３とを比較する試験を行った。

上記の試験では、筐体３の内側に温度センサ６６が配置されたセンサ装置を、河川Ｋの上方に配置した。そして２０１８年１０月１９日午前０時〜２０１８年１０月２０日午前０時の時間帯において、センサ装置が備える超音波センサ２や温度センサ６６を作動させて、超音波センサ２が計測する発信受信時間と、筐体３の内側に配置された温度センサ６６が計測する気温（以下、筐体３の内側の気温と略す）とを確認した。そして日本気象協会で発表されている気温のうち、２０１８年１０月１９日午前０時〜２０１８年１０月２０日午前０時の時間帯における超音波センサ２付近の気温（以下、気象協会発表の気温と略す）を確認した。

以下の表１は、試験を行った時間帯（２０１８年１０月１９日午前０時〜２０１８年１０月２０日午前０時）における、気象協会発表の気温と、筐体３の内側の気温とを示す。また図１３のＡ線は、気象協会発表の気温の時間推移を示し、図１３のＢ線は、筐体３の内側の気温の時間推移を示している。

表１に示す気象協会発表の気温の値によって、１０月１９日１時〜６時の時間帯Ｔ１（図１３）では、筐体３の外側の気温（図１３のＡ線で示す気象協会発表の気温）が１２℃〜１３℃の範囲内になることが確認された。また１０月１９日７時〜１９時の時間帯Ｔ２では、太陽光の照射によって、筐体３の外側の気温（気象協会発表の気温）が１３℃から上昇して１３℃〜２３℃の範囲内になることが確認された。さらに１０月１９日２０時〜１０月２０日０時の時間帯Ｔ３では、筐体３の外側の気温（気象協会発表の気温）が１７℃から低下して１４℃〜１７℃の範囲内になることが確認された。

また表１に示す気象協会発表の気温と筐体３の内側の気温とを比較することで、時間帯Ｔ１，Ｔ３（Ｔ１：１０月１９日１時〜６時、Ｔ３：１０月１９日２０時〜１０月２０日０時）では、図１３のＢ線で示す筐体３の内側の気温が、筐体３の外側の気温（図１３のＡ線で示す気象協会発表の気温）と、同程度（１３℃〜１７℃）になることが確認された。しかしながら日中の時間帯Ｔ２（１０月１９日７時〜１９時）では、筐体３の内側の気温が、筐体３の外側の気温（気象協会発表の気温）よりも高くなることが確認された。

そして本試験では、ケース１〜３の各々について、以下に示す方法で、河川Ｋの水面Ｓと超音波センサ２との間の距離Ｌを求めた。

ケース１：上記の式２で気温Ｔを一定値（１４℃）にして、音速ｃ（３４０ｍ／ｓ（＝３３１．５＋０．６１×１４））を求めるとともに、当該求めた音速ｃ（３４０ｍ／ｓ）と、超音波センサ２が計測した発信受信時間ｔとを、上記の式１で用いて、距離Ｌを求める。
ケース２：上記の式２で気温Ｔとして気象協会発表の気温を用いて音速ｃを求めるとともに、当該求めた音速ｃと、超音波センサ２が計測した発信受信時間ｔとを、上記の式１で用いて、距離Ｌを求める。
ケース３：上記の式２で気温Ｔとして筐体３の内側の気温を用いて音速ｃを求めるとともに、当該求めた音速ｃと、超音波センサ２が計測した発信受信時間ｔとを、上記の式１で用いて、距離Ｌを求める。

ケース１で用いた気温の値（１４℃）は、時間帯Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１：１０月１９日１時〜６時，Ｔ２：１０月１９日２０時〜１０月２０日０時）における気象協会発表の気温（筐体３の外側の気温）の平均値であり、（１３℃+１３℃+１３℃+１３℃+１２℃+１２℃+１７℃+１６℃+１６℃+１５℃+１４℃）／１１の計算で求めている。ケース１は、上記の「時間帯Ｔ１，Ｔ２における気温の平均値（１４℃）」を用いて音速ｃを求めることで、太陽光の照射によって気温が上昇することを考慮せずに、音速ｃ・距離Ｌを求めるケースといえる。

さらに本試験では、河川Ｋの水面Ｓとセンサ装置との間の距離Ｌをスケールで計測すべく、河川Ｋの底にスケールを立設させた。このスケールは、河川Ｋの水中を通過した後、水面Ｓから空中に延び出て、センサ装置の側方（真横）を通過するものである。本試験では、以下の作業１〜４によって得られた距離Ｌの平均値２７２ｃｍを、距離Ｌの真値とした。

作業１：河川Ｋの水面Ｓが横切るスケールの位置Ａと、センサ装置の側方（真横）にあるスケールの位置Ｂとが写るように、定点カメラでスケールを撮影する。
作業２：定点カメラが撮影した動画から、１０分間隔で、複数の静止画像を抽出する。
作業３：作業２で抽出した各静止画像に写されているスケールの位置Ａ，Ｂの目盛りを確認することで、各静止画像の撮影時点における位置Ａ，Ｂ間の距離Ｌを特定する。
作業４：作業３で静止画像毎に特定された距離Ｌの平均値を求める（本試験で距離Ｌの真値とした上記の２７２ｃｍは、作業４で求められた距離Ｌの平均値である）。

図１４は、ケース１〜３で求められた距離Ｌの時間推移を示すグラフである。図１４のＣ線は、気温を一定値（１４℃）にして音速ｃを求めるケース１で得られた距離Ｌを示している。図１４のＤ線は、気象協会発表の気温（筐体３の外側の気温）を用いて音速ｃを求めるケース２で得られた距離Ｌを示している。図１４のＥ線は、筐体３の内側の気温を用いて音速ｃを求めるケース３で得られた距離Ｌを示している。

気温を一定値（１４℃）にして音速ｃを求めたケース１では、太陽光の照射によって気温が上昇する時間帯Ｔ２（１０月１９日７時〜１９時）で、音速ｃ（３４０ｍ／ｓ）から求めた距離Ｌの値が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）よりも小さくなる傾向がみられた（図１４のＣ線）。しかしながら、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）との差（以下、距離差と略す）は、５ｃｍ以内に抑えられた。また時間帯Ｔ１（１０月１９日１時〜６時）や、時間帯Ｔ３（１０月１９日２０時〜１０月２０日０時）では、音速ｃ（３４０ｍ／ｓ）から求められる距離Ｌの値が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）とほぼ一致した。

気象協会発表の気温を用いて音速ｃを求めたケース２では、試験を行った全時間帯（１０月１９日午前０時〜１０月２０日午前０時）において、音速ｃから求められる距離Ｌの値が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）とほぼ等しくなる傾向がみられ（図１４のＤ線）、距離差は２ｃｍ以内に抑えられた。

筐体３の内側の気温を用いて音速ｃを求めたケース３では、太陽光の照射によって気温が上昇する時間帯Ｔ２（１０月１９日７時〜１９時）で、音速ｃから求めた距離Ｌの値が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）よりも大きくなる傾向がみられたが（図１４のＥ線）、距離差は４ｃｍ以内に抑えられた。また時間帯Ｔ１（１０月１９日１時〜６時）や、時間帯Ｔ２（１０月１９日２０時〜１０月２０日０時）では、音速（３４０ｍ／Ｓ）から求められる距離Ｌの値が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）とほぼ一致した。

以上の結果から、気温を一定値（１４℃）にして音速ｃを求めるケース１、気象協会発表の気温を用いて音速ｃを求めるケース２、及び筐体３の内側の気温を用いて音速ｃを求めるケース３のいずれにおいても、音速ｃから求める距離Ｌの値と距離Ｌの真値との差を、ｃｍオーダーに抑えることができることが確認された。さらに気象協会発表の気温を用いるケース２や、筐体３の内側の気温を用いるケース３では、気温を一定値（１４℃）にするケース１に比して、太陽光の照射で気温が上昇する時間帯Ｔ２の距離Ｌの値を、精度よく求められることが確認された。

また、筐体３の内部に温度センサ６６を配置する場合には、日中の時間帯Ｔ２で、筐体３の内側の気温（図１３のＢ線）が筐体３の外側の気温（図１３のＡ線）よりも高くなり、音速ｃから求められる距離Ｌの値（図１４のＣ線）が、距離Ｌの真値（２７２ｃｍ）よりも大きくなることが確認された。したがって、筐体３の内部に温度センサ６６を配置する場合には、筐体３の内側の気温を筐体３の外側の気温と同等とするために、以下の対策１〜１３のうちいずれか１つ或いは複数を行うことが好ましい。

対策１：赤外線を反射させる反射材（例えばアルミ箔）を、筐体３の外面に貼り付けること。
対策２：赤外線を反射させる塗料（例えばアルミ粉を含む塗料）を、筐体３の外面に塗布すること。
対策３：放熱性の高いシート又はプレートを、筐体３の外面に貼り付けること。
対策４：放熱性の高い塗料を、筐体３の外面に塗布すること。
対策５：放熱性の高いフィラーを含有する材料を用いて、筐体３を形成すること。
対策６：筐体３の外面に突起を設けることで、筐体３の外側の表面積を大きくすること（例えば、間隔をあけて並ぶ複数の突条体を、上記の突起として、筐体３の外面に設けること）。
対策７：赤外線を反射させる反射材（例えばアルミ箔）を、支持体４の外面に貼り付けること（特に、上記の反射材をアーム８の外面に貼り付けることが好ましい）。
対策８：赤外線を反射させる塗料（例えばアルミ粉を含む塗料）を、支持体４の外面に塗布すること（特に、上記の塗料をアーム８の外面に塗布することが好ましい） 。
対策９：放熱性の高いシート又はプレートを、支持体４の外面に貼り付けること（特に、上記の放熱性の高いシート又はプレートを、アーム８の外面に塗布することが好ましい）。
対策１０：放熱性の高い塗料を、支持体４の外面に塗布すること（特に、上記の塗料を、アーム８の外面に塗布することが好ましい）。
対策１１：放熱性の高いフィラーを含有する材料を用いて、支持体４を形成すること（特に、上記の材料を用いてアーム８を形成することが好ましい）。
対策１２：支持体４の外面に突起を設けることで、支持体４の外側の表面積を大きくすること（例えば、間隔をあけて並ぶ複数の突条体を、上記の突起として、アーム８の外面に設けること）。
対策１３：支持体４と筐体３との間（図示例ではアーム８と筐体３との間）に、断熱材（発泡体等）を配置すること。

対策１，２によれば、筐体３に照射される太陽光の赤外線が反射することで、筐体３の内部の温度が高くなることを防止できる。

対策３〜６によれば、赤外線の照射等によって筐体３に加えられた熱や、筐体３内部の熱が、筐体３の外側に放熱されることで、筐体３の内部の温度が高くなることを防止できる。

対策７，８によれば、支持体４に照射される太陽光の赤外線が反射することで、支持体４の温度が高くなることを防止できる。そしてこのことから、支持体４から筐体３に伝わる熱を小さく抑えることができるので、筐体３の内部の温度が高くなることを防止できる。

対策９〜１２によれば、赤外線の照射等によって支持体４に加えられた熱が放熱されることで、支持体４の温度が高くなることを防止できる。そしてこのことから、支持体４から筐体３に伝わる熱を小さく抑えることができるので、筐体３の内部の温度が高くなることを防止できる。

対策１３によれば、支持体４と筐体３との間に断熱材が配置されることで、支持体４から筐体３に伝わる熱を小さく抑えることができる。このため、筐体３の内部の温度が高くなることを防止できる。

上記の対策１〜１３が行われる場合には、上述のように筐体３の内部の温度が上昇することを防止できるので、温度センサ６６が測定する筐体３の内部の気温を、超音波Ｐ，Ｈが進行する筐体３の外側の気温と同等にすることができる。これにより、温度センサ６６が測定した気温を用いて求める音速ｃを、超音波Ｐ，Ｈの実際の速度に近づけることができる。そしてこのことから、音速ｃを用いて求める距離Ｌの値を、現実の超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌの値に近づけることができるので、超音波センサ２から送信される「距離Ｌを示す情報」に基づき、河川Ｋの水位を正確に特定できる。

次に本発明の第４実施形態について説明する。図１５は、第４実施形態に係るセンサ装置７０を示す斜視図である。図１６は、第４実施形態に係るセンサ装置７０を示す概略側面図である。図１７は、第４実施形態に係るセンサ装置７０を示す概略平面図である。

第４実施形態に係るセンサ装置７０は、筐体３を支持する支持体として、水平方向に延びるアーム７２を備えるものである。

アーム７２は、図１に示すアーム８と同様の構造を有するものである。アーム７２の一端側は、締結具９を用いて、上下方向に延びる支柱６（橋桁Ｂに設けられるガードレールＲの支柱６）に締結されており、アーム７２の他端側に筐体３が取り付けられる。

図示例では、締結具９としてＵ字クランプが使用されており、ガードレールＲの支柱６を、Ｕ字クランプ９の内側に通した状態で、ボルト１０を用いてＵ字クランプ９の両端部をアーム７２の一端側に締結することで、Ｕ字クランプ９が支柱６を強く締め付けるものとなり、アーム７２の一端側が支柱６に固定される。そしてボルト１０の締結を緩めて、支柱６へのＵ字クランプ９の締め付けを緩くすることで、アーム７２を支柱６回りに回転させることができる。そして当該アーム７２の回転によって、図１７に示すように、超音波センサ２を収容する筐体３を、橋桁Ｂの近傍に移動させることができる。これにより、橋桁Ｂ上に立つ管理者Ｐは、超音波センサ２のメンテナンス及び交換を行うことができる。

なお締結具９は、上記のＵ字クランプに限定されない。上記の締結具９として、アーム７２を支柱６に締結可能であり、且つ、締結を緩めることでアーム７２を支柱６回りに回転可能な公知の締結具を使用できる。

さらに第４実施形態に係るセンサ装置７０では、締結具９による支柱６へのアーム７２の締結を緩めた際に、アーム７２が落下することを防止すべく、図１７に支す支持具７３が設けられる。

支持具７３は、アーム７２の下側且つ近傍において、支柱６に着脱自在に取り付けられるものである。締結具９によるアーム７２の一端側の締結を緩めた際には、アーム７２の一端側を支持具７３に支持させた状態で、アーム７２を支柱６回りに回転させることできる。これにより、アーム７２が落下することなく（つまりアーム７２を一定高さに維持したままで）、アーム７２を円滑に回転させることができる。したがってアーム７２の回転操作によって、筐体３を管理者の近傍に近づけることを容易に実現できる。なお上記の「締結具９によるアーム７２の一端側の締結を緩めた状態」では、支柱６の外周回りを延びる締結具９が、ボルト１０によってアーム７２の一端側に接続された状態にある。また、支持具７３は、アーム７２の一端側に接触することで、アーム７２の一端側を直接的に支持するものであってもよく、或いは、締結具９に接触することで、締結具９を介して、アーム７２の一端側を間接的に支持するものであってもよい。

図１５に示す例では、上記の支持具７３として、一対の半円体７４，７４を備える器具（図１８）が使用されている。この器具は、半円体７４，７４の一方端部同士がヒンジ７５で結合されることでヒンジ７５を軸として半円体７４，７４を開閉可能であり、半円体７４，７４の他方側端部には外方に延びる締結片７６，７６が設けられている。

上記の器具（支持具７３）を支柱６に取り付ける際には、半円体７４，７４を開状態にすることで締結片７６，７６の間に隙間を空けた後、当該隙間から支柱６を半円体７４，７４の間に通しながら半円体７４，７４を閉状態にする作業を行って、締結片７６，７６を突き合わせる。そして締結片７６，７６をボルト及びナットで締結することで、器具（支持具７３）は、支柱６に取り付けられた状態となる。またボルト及びナットによる締結片７６，７６の締結を解除することで、支柱６から器具（支持具７３）を取り外すことができる。

さらに第４実施形態に係るセンサ装置７０では、締結具９による支柱６へのアーム７２の締結を緩めた際に、筐体３の重量等によりアーム７２が傾くことを防止するために、抑付具７７が設けられる。

抑付具７７は、アーム７２の上側且つ近傍において、支柱６に着脱自在に取り付けられるものである。当該抑付具７７は、締結具９による支柱６へのアーム７２の一端側の締結が緩められた際に、支持具７３に支持されるアーム７２の一端側を下方に抑え付けることが可能である。これにより、筐体３の重量でアーム７２が傾くことを防止できるので、より円滑にアーム７２を回転させることができる。なお上記の抑付具７７として、例えば、図１８に示す器具を使用できる。

また第４実施形態に係るセンサ装置７０では、支柱６へのアーム７２の一端側の締結を緩め、且つ、支柱６から支持具７３及び抑付具７７を取り外すことで、アーム７２を支柱６に沿って上下方向にスライドさせて、超音波センサ２を収容する筐体３を上下動させることが可能である。図１８に示す器具が支持具７３及び抑付具７７として使用される場合には、上記の支柱６から支持具７３及び抑付具７７を取り外すことは、ボルト及びナットによる締結片７６，７６の締結を解除することに相当し、この作業を行うことで、アーム７２を支柱６に沿って上下方向にスライドさせることが可能となる。

さらに第４実施形態に係るセンサ装置７０では、アーム７２の長さを大きくしても、支持具７３及び抑付具７７による締結具９或いはアーム７２の挟み込みで、アーム７２を水平方向に真っ直ぐ延ばした状態にすることができる。したがって、超音波センサ２が収容される筐体３の位置を、支柱６を支持する構造物Ｂ（橋桁）から遠ざけることができる。このため、支柱６を支持する構造物Ｂが、超音波Ｐの進行の妨げになることを回避できる（つまり、支柱６を支持する構造物Ｂが、超音波Ｐの放射範囲Ｚに入らないようにすることができる）。なお必ずしもセンサ装置７０に抑付具７７を設ける必要はなく、アーム７２の長さが短い場合等には、抑付具７７は省略され得る。

なお支持具７３や抑付具７７として使用可能な器具は、図１８に示す器具に限定されない。上記の支持具７３として、支柱６に着脱自在に取り付けられて、アーム７２の一端側を支持可能な公知の器具を使用できる。また上記の抑付具７７として、支柱６に着脱自在に取り付けられ、アーム７２をアーム７２の一端側を下方に抑え付けることの可能な公知の器具を使用できる。

またアーム７２を取り付ける支柱や、図１９に示すポール７を取り付ける支柱は、橋桁Ｂに設けられるガードレールＲの支柱６に限定されず、河川Ｋの岸や水底に立設させた支柱としてもよい。

また第４実施形態のセンサ装置は、図１９に示すように変更され得る。

図１９に示すセンサ装置８０は、上記の支持具７３や抑付具７７を、図１〜図３に示したセンサ装置１に追加したものである。

図１９に示すセンサ装置８０では、締結具５０の下側且つ近傍において、支持具７３が支柱６に着脱自在に取り付けられる。締結具５０の上側且つ近傍において、抑付具７７が支柱６に着脱自在に取り付けられる。

図１９に示すセンサ装置８０によれば、支柱６への締結具５０の締め付けを緩めた際に（図５に示すボルト５７及びナット５８の締結を緩め、さらに必要あらばボルト５９及びナット６０の締結をも緩めた際に）、締結具５０を支持具７３に支持させた状態で、締結具５０を支柱６回りに回転させることできる。そして上記の締結具５０の回転に伴い、筐体３を支持する支持体４（ポール７及びアーム８）を水平方向に回転させることができる。したがって超音波センサを収容する筐体３を、管理者の近傍に近づけることができる。

また図１９に示すセンサ装置８０によれば、支柱６への締結具５０の締め付けを緩めた際に、抑付具７７が、支持具７３に支持される締結具５０を下方に抑え付けることが可能である。これにより、筐体３等の重量で支持体４（ポール７及びアーム８）が傾くことを防止できるので、円滑に締結具５０を回転させることができる。

さらにセンサ装置８０によれば、ポール７への締結具５０の締め付けを緩めた際に（図５に示すボルト６１及びナット６２の締結を緩め、さらに必要あらば、ボルト５９及びナット６０の締結をも緩めた際に）、ポール７を上下方向にスライドさせることができる。そして当該ポール７のスライドに伴いアーム８を上下動させ、これに伴い、超音波センサ２を収容する筐体３を上下動させることが可能である。

また第４実施形態では、アーム７２（図１５〜図１７）を取り付ける支柱や、ポール７（図１９）を取り付ける支柱は、橋桁Ｂに設けられるガードレールＲの支柱６に限定されず、支柱６以外の橋桁Ｂの部分や、河川の岸或いは水底に立設させた支柱等としてもよい。

本発明は、上記実施形態に示すものに限定されず、種々改変することができる。

例えば第１〜第４実施形態では、超音波センサ２を収容する筐体３を支持体４，７２に取り付ける例を示したが、筐体３を省略して、超音波センサ２を支持体４，７２に取り付けてもよい。

また第１〜第４実施形態では、河川Ｋが危険水位になった時点を特定するために、超音波センサ２を使用する例を示したが、海が危険水位になった時点を特定するために超音波センサ２が使用されてもよい。

上記の場合には、本発明のセンサ装置１は、超音波センサ２が海の水面の上方に位置するように、超音波センサ２を支持する支持体４，７２を備えるものとされる。そして超音波が海の水面に向かうように、超音波センサ２が支持体４，７２に取り付けられて、支持体４，７２は、超音波センサ２を上下動させることが可能なものとされる。

或いは、海の危険水位よりも下方に位置する固体の部分に超音波が向かうように、超音波センサ２が配置されて、上記の固体の部分と超音波センサ２との間の距離が、超音波センサ２が検知可能な最大の距離よりも小さくされる。

以上のようにすることで、上記実施形態に示したのと同様の理由から、コストを安価に抑えつつ、海が危険水位になった時を確実に特定できる。

また、超音波センサ２が正常に作動していることを確認する手段は、第２実施形態で示した固体の部分（橋梁・橋脚・橋台・河川敷・岩などの部分）に限定されず、超音波Ｐを反射可能な反射板とすることができる。以下、図２０や図２１を参照して、当該反射板を備えるセンサ装置３０について説明する。

図２０及び図２１に示すセンサ装置３０は、河川或いは海の水面Ｓの上方に配置される超音波センサ２と、超音波センサ２と水面Ｓとの間に配置される反射板３１とを備える。図示例では、超音波センサ２及び反射板３１は、アーム３２に支持される。

アーム３２は、本体部３３と、分岐部３４とを備える。本体部３３は、水平方向に延びており、本体部３３の一端は、河川或いは海に立設される支柱４０に取り付けられる。分岐部３４は、本体部３３から下側に延びた後、水平方向に延びるものである。なおアーム３２は、上記実施形態に示したポール７に取り付けられてもよい。

超音波センサ２は、図１に示すものと同様、送波器と、受波器と、制御装置とを備えており、制御装置は筐体３の内部に配置され、送波器及び受波器は筐体３の開口部１７に配置される。

そして上記の筐体３がアーム３２の本体部３３の先端に取り付けられることで、超音波センサ２は、河川或いは海の水面Ｓの上方に位置するものとされる。なおアーム３２の高さ等を調整することで、超音波センサ２と危険水位との間の距離Ｌ１が、超音波センサ２が反射波Ｈを検知可能な最大の距離Ｌｍａｘ以下とされる。距離Ｌ１が最大検知距離Ｌｍａｘと等しくされてもよいが、図２０，図２１に示すように、距離Ｌ１が最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くなるように超音波センサ２を配置することが更に好ましい（図２０は、水面Ｓが危険水位よりも高く、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも小さい場合を示している。図２１は、水面Ｓが危険水位よりも低く、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも大きい場合を示している）。

また図２０，図２１に示すセンサ装置３０では、筐体３の開口部１７の内面が、下側になるにつれて内径が大きくなるテーパ面とされることで、超音波センサ２は、下側に向けて超音波Ｐを放射状に発信する。そして超音波センサ２の制御装置は、超音波Ｐが発信されることに伴い超音波Ｐの強度を示す信号を出力して、当該信号をアンテナを介して外部に送信する。また制御装置は、測定対象によって反射された超音波Ｐの反射波Ｈが受波器に受信されることに伴い、当該反射波Ｈの強度を示す信号を出力して、当該信号をアンテナを介して外部に送信する。上記のアンテナは、アーム３２に沿って延びるようにアーム３２に取り付けられるもの、或いは、アーム３２によって構成されるものである。なお、アンテナは、筐体３の内部に設けられるものであってもよい。

反射板３１は、フィルム状、シート状、或いはプレート状を呈する。反射板３１の材質は、樹脂、FRP、炭素繊維を含有した成形体、金属、金属酸化物のいずれか、或いはこれらの混合物とされる。

図２０や図２１に示す例では、反射板３１がアーム３２の分岐部３４の先端に取り付けられることで、反射板３１は、超音波センサ２と水面Ｓとの間に配置される。また分岐部３４の先端の高さ等が調整されることで、反射板３１と超音波センサ２との間の距離Ｌ２は、最大検知距離Ｌｍａｘよりも短いものとされる。

そしてセンサ装置３０では、分岐部３４の先端に取り付けられた反射板３１が、超音波の放射範囲Ｈ内の位置であって、超音波センサ２の直下でない位置に配置されることで、超音波センサ２から発せられる超音波Ｐのうち、一部の超音波Ｐ１が反射板３１に向かい、残りの超音波Ｐ２が反射板３１よりも下側に向かうものとされる。

上記のセンサ装置３０は、基地局やサーバーと共にセンサシステムを構成するものとされる。このセンサシステムでは、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）や３Ｇや４Ｇ等の通信方式によって、超音波センサが出力する信号を基地局に送信する。さらに基地局が受信した信号を、無線又は有線のネットワークを介して管理サーバーに送信する。

図２２は、図２０に示すように、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ２が、最大検知距離Ｌｍａｘよりも小さい場合に、超音波センサから出力される信号が示す「波Ｐ，Ｈの強度」と時間との関係を示すグラフである。図２３は、図２１に示すように、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌ２が、最大検知距離Ｌｍａｘよりも大きい場合に、超音波センサから出力される信号が示す「波Ｐ，Ｈの強度」と時間との関係を示すグラフである。

上記のセンサ装置３０によれば、反射板３１の方向に向かう超音波Ｐ１と水面Ｓの方向に向かう超音波Ｐ２とが、超音波センサ２から同時に発信される。この発信時には、超音波センサ２は、強度の高い出力信号Ａ（図２２，図２３）を出力して、当該出力信号Ａが管理サーバーに送られる。

そして、距離の近い反射板３１からの反射波Ｈ１が超音波センサ２に受信されることに伴い、超音波センサ２は、反射板３１からの反射波Ｈ１由来の信号Ｂ（図２２，図２３）を出力して、当該信号Ｂが管理サーバーに送られる。

そして図２０に示すように、水面Ｓが危険水位よりも高い場合には、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも小さいことで、水面Ｓからの反射波Ｈ２が遅れて超音波センサ２に受信される。これにより、超音波センサ２は、水面Ｓからの反射波Ｈ２由来の信号Ｃ（図２２）を出力して、当該信号Ｃが管理サーバーに送られる。

一方、図２１に示すように、水面Ｓが危険水位よりも低く、超音波センサ２と水面Ｓとの間の距離Ｌが、最大検知距離Ｌｍａｘよりも大きい場合には、水面Ｓからの反射波Ｈ２は、超音波センサ２に到達した際に、強度が著しく減衰されたものとなる。これにより、超音波センサ２は、水面Ｓからの反射波Ｈ２由来の信号Ｃを出力しないので（図２３）、当該信号Ｃは管理サーバーに送られない。

図２４は、管理サーバーによって実行される処理の一例を示すフローチャートである。以下、図２４に示す処理について説明する。

図２４の処理では、ステップＳ１で「出力信号Ａ」が管理サーバーに受信されてから所定時間内に、「反射板３１からの反射波Ｈ１由来の信号Ｂ」が管理サーバーに受信されたか否かが判定される（ステップＳ２）。そしてステップＳ２の後のステップＳ３或いはステップＳ４において、ステップＳ１で出力信号Ａが受信されてから所定時間内に、「水面Ｓからの反射波Ｈ２由来の信号Ｃ」が管理サーバーに受信されたか否かが判定される。

そしてステップＳ２でＮＯ、ステップＳ３でＮＯである場合には、管理サーバーは、「センサ装置３０が不具合を起こしている」ことを示唆する情報を出力する（ステップＳ５）。

ステップＳ２でＮＯ，ステップＳ３でＹＥＳである場合には、管理サーバーは、「センサ２は正常に動作しているが、反射板３１またはセンサ２の周辺に、異物或いは水が付着している可能性がある」ことを示唆する情報を出力する（ステップＳ６）。

ステップＳ２でＹＥＳ，ステップＳ４でＮＯである場合には、管理サーバーは、「装置３０は正常に動作しており、水面Ｓが危険水位以下である」ことを示唆する情報を出力する（ステップＳ７）。

ステップＳ２でＹＥＳ，ステップＳ４でＹＥＳである場合には、管理サーバーは、「装置３０は正常に動作しており、水面Ｓが危険水位よりも高くなった」ことを示唆する情報を出力する（ステップＳ８）。

なお、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８で出力される情報は、管理者の能力等に応じて適宜変更され得る。管理者がセンサ装置３０に精通している場合には、単に信号Ｂ,Ｃが受信されたか否かを示す情報がステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８で出力されてもよい（センサ装置に精通した管理者であれば、例えばステップＳ５で出力される「信号Ｂ，Ｃが受信されていないことを示す情報」が「装置が不具合を起こしていること」を示唆するものと理解できる。また例えばステップＳ６で出力される「信号Ｂが受信されず、信号Ｃが受信されたことを示す情報」が「センサ２は正常に動作しているが、反射板３１またはセンサ２の周辺に、異物或いは水が付着している可能性があること」を示唆するものと理解できる）。

以上説明したセンサ装置３０によれば、反射板３１と超音波センサ２との間の距離Ｌ２が最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くされることで、超音波センサ２に不具合が生じない限り、超音波センサ２は、常に、反射板３１からの反射波Ｈ１由来の信号Ｂ（図２２，図２３）を出力するものとなる。したがって、超音波センサ２に不具合が生じた場合には、超音波センサ２が信号Ｂを出力しなくなることで（図１９のステップＳ２，Ｓ３でＮＯとなる場合に相当）、管理者は、超音波センサ２に不具合が生じたと認識する。このため、超音波センサ２を修理する対応が迅速に取られる。これにより、河川或いは海が危険水位になった際に確実に超音波センサ２を正常に動作させることができるので、河川或いは海が危険水位になったことを確実に特定できる。

なお、上記の管理サーバーによって実行される処理は、センサ装置３０の有する制御装置等で行われてもよい。

また、汎用されている低出力の超音波センサ２が使用される場合でも、反射板３１と超音波センサ２との間の距離Ｌ２を最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすることで、超音波センサ２は、「反射板３１からの反射波Ｈ１由来の信号Ｂ（図２２，図２３）」を出力するものとなる。したがって高出力の超音波センサ２を使用する必要がないので、コストを安価に抑えることができる。

またセンサ装置３０によれば、超音波センサ２が正常に作動していることを確認する手段として反射板３１が使用されることで、堤防等の無い河川或いは海で、センサ２と水面Ｓまでの距離Ｌが大きくなる状況でも、センサ２の動作確認ができる。また反射物のピークにより計測距離の精度ずれを把握できる。

また超音波センサ２と危険水位Ｓとの間の距離Ｌ１を最大検知距離Ｌｍａｘと等しくすれば、超音波センサ２が「水面Ｓからの反射波Ｈ２由来の信号Ｃ」を出力するか否かに基づき、河川或いは海の水面Ｓが危険水位よりも高くなったか否かを特定できる。また距離Ｌ１を最大検知距離Ｌｍａｘ以下にする場合には、管理サーバー、或いはセンサ装置３０の有する制御装置が、例えば、信号Ｃが示す反射波Ｈ２の強度に基づき、河川或いは海の水面Ｓが危険水位よりも高くなったかを判定し、水面Ｓが危険水位よりも高くなったと判定した場合、その旨を示す情報を出力するようにしてもよい。

また超音波センサ２や反射板３１を支持する手段は、図２０，図２１に示すアーム３２に限定されず、超音波センサ２を水面Ｓの上方に配置し、反射板３１を超音波センサ２と水面Ｓとの間に配置可能な様々な手段を使用できる。また、超音波センサ２と反射板３１とを別々の手段によって支持してもよい。

また超音波センサ２から出力される信号は、波Ｐ，Ｈの強度を示す信号に限定されず、強度以外の波Ｐ，Ｈに関する信号とすることができる。例えば、超音波センサ２は、超音波Ｐを発信した時刻を示す信号や、反射波Ｈが受信された時刻を示す信号を出力するものであってもよい。このようにしても、反射板３１と超音波センサ２との間の距離Ｌ２を最大検知距離Ｌｍａｘよりも短くすれば、上記と同様の理由から、コストを安価に抑えつつ、河川或いは海が危険水位になった時を確実に特定できる。

また第１〜第４実施形態では、アーム８（図１〜図３，図６，図８〜図１２，図１９）や、アーム７２（図１５〜図１７）の代わりに、図２５に示すアーム９０を使用できる（図２５（Ａ）はアーム９０を示す斜視図であり、図２５（Ｂ）はアーム９０を示す断面図である。

アーム９０は、水平方向に延びるものである。アーム９０の一端側は、締結具９を用いて、上下方向に延びる支柱６或いはポール７に締結される。図示例では、締結具９として、第１実施形態で示したＵ字クランプが使用されている。

アーム９０には、溝９１が形成される、溝９１は、アーム９０の長手方向（水平方向）に延びるものであって、アーム９０の側面９０ａに開口する。

アーム９０には、溝９１に沿ってスライド可能なスライド部材９２が取り付けられており、当該スライド部材９２に、超音波センサを収容する筐体３が取り付けられる。

溝９１は、一端側がアーム９０の側面９０ａに開口する幅狭部９１ａと、幅狭部９１ａの他端側に連なる幅広部９１ｂとから構成される。

スライド部材９２は、Ｌ字状の断面を呈するものであって、上下方向に延びるプレート９２ａと、当該プレート９２ａの下端から水平方向に延びるプレート９２ｂとを備える。プレート９２ａは、溝９１の幅狭部９１ａを覆うように、アーム９０の側面９０ａに沿って配置される。筐体３は、開口部１７の形成された筐体３の壁面３ａが河川側（下側）を向くように、プレート９２ｂに締結される（図示例では、ボルト１００及びナット１０１を用いて、筐体３がプレート９２ｂに締結される）。これにより、開口部１７から出射された超音波Ｐが、河川の水面に向かうものとなり、水面で反射された反射波Ｈのうち、開口部１７に入った反射波Ｈが受波器に受信される。

図２５（Ｂ）に示すように、溝９１の幅広部９１ｂには、ボルト９３の頭部９３ａが配置され、溝９１の幅狭部９１ａにはボルト９３の柱部９３ｂが通される（柱部９３ｂは、頭部９３ａから延びるものであって、柱部９３ｂの径は頭部９３ａの径よりも小さい）。柱部９３ｂの先端側は、プレート９２ａを貫通して、プレート９２ａからアーム９０の反対側（図２５（Ｂ）の左側）に延び出る。

上記のアーム９０では、プレート９２ａから延び出た柱部９３ｂの先端側にナット９８を締結することで、筐体３を支持するスライド部材９２をアーム９０に固定でき、ナット９８を緩めることで、スライド部材９２を溝９１に沿ってスライドさせることができる。そして当該スライド部材９２のスライドによって、超音波センサ２を収容する筐体３をアーム９０の長手方向（水平方向）に移動させることができるので、超音波Ｐの照射位置を調整できる。またスライド部材９２をスライドさせる際には、ボルト９３の頭部９３ａが溝９１内を摺動することで、スライド部材９２のスライドがガイドされる。

なお上記のアーム９０が使用される場合には、例えばアーム９０にアンテナが設けられて、超音波センサは、上記のアンテナを介して、発信受信時間に基づく情報を外部に送信可能とされる。また例えば、上記のアンテナが溝９１内に配置されることで、上記のアンテナは、アーム８の長手方向に延びるものとされる。或いは、溝９１とは別に形成されるアーム９０の空洞にアンテナが配置されることで、アンテナはアーム８の長手方向に延びるものとされる。またアンテナは、アーム９０によって構成されるものであってもよく、或いはアンテナは、筐体３の内部に設けられるものであってもよい。

またアーム９０の長手方向（水平方向）に筐体３を移動させるための手段は、上記の溝９１・スライド部材９２に限定されない。筐体３を移動させるための手段として、溝９１・スライド部材９２以外の公知の手段をアーム９０に設けてもよい。

１，３０，６５，６８，７０，８０ センサ装置
２ 超音波センサ
３ 筐体
４ 支持体
５ アンテナ
７ ポール
８，３２，７２，９０ アーム
１７ 筐体の開口部
２０， ６７ センサシステム、
Ｋ 河川
Ｓ 水面
Ｔ 堤防（固体）
Ｔａ 堤防の部分（固体の部分）

Claims (17)

1. 超音波を発信してから、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を外部に送信可能な超音波センサと、
   前記超音波センサが河川或いは海の水面の上方に位置するように、前記超音波センサを支持する支持体とを備え、
   前記超音波が河川或いは海の水面に向かうように、前記超音波センサが前記支持体に取り付けられ、
   前記支持体は、前記超音波センサを上下動させることが可能であるセンサ装置。
2. 前記超音波センサを収容する筐体をさらに備え、
   前記筐体の開口部から出射された前記超音波が河川或いは海の水面に向かうように、前記筐体が前記支持体に取り付けられ、
   前記支持体は、前記筐体を上下動させることが可能である請求項１に記載のセンサ装置。
3. 虫の接近を防止するための忌避材が、前記筐体を形成する材料に含まれている請求項２に記載のセンサ装置。
4. 虫の接近を防止するための忌避材が、前記筐体の表面の少なくとも一部に塗布されている請求項２又は３に記載のセンサ装置。
5. 前記筐体の表面には撥水剤が塗布されている請求項１乃至４のいずれかに記載のセンサ装置。
6. 前記筐体の開口部は、虫の侵入を防止するためのシートで覆われている請求項１乃至５のいずれかに記載のセンサ装置。
7. 前記支持体は、上下方向に延びるポールを備え、
   前記ポールを上下方向にスライドさせることで、前記筐体を上下動させることが可能である請求項２乃至６のいずれかに記載のセンサ装置。
8. 前記支持体は、水平方向に延びるアームを備え、
   前記アームの一端側に前記ポールが取り付けられ、前記アームの他端側に前記筐体が取り付けられる請求項７に記載のセンサ装置。
9. 前記超音波センサに接続されるアンテナを備え、
   前記アンテナは、前記アームの長手方向に延びるように、前記アームに取り付けられるもの、或いは前記アンテナは前記アームによって構成されるものであって、
   前記超音波センサは、前記時間に基づく情報を前記アンテナから外部に送信する請求項８に記載のセンサ装置。
10. 支持具をさらに備え、
    前記支持体は、前記筐体が取り付けられるアームを備え、
    前記アームは、水平方向に延びるものであって、前記アームの一端側は、上下方向に延びる支柱に締結されており、
    前記支持具は、前記アームの下側且つ近傍において前記支柱に着脱自在に取り付けられるものであって、前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩めることで、前記アームの一端側を前記支持具に支持させた状態で、前記アームを前記支柱回りに回転させることが可能であり、
    前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩め、且つ、前記支柱から前記支持具を取り外すことで、前記アームを前記支柱に沿って上下方向にスライドさせて、前記筐体を上下動させることが可能である請求項２乃至６のいずれかに記載のセンサ装置。
11. 前記アームの上側且つ近傍において前記支柱に着脱自在に取り付けられる抑付具をさらに備え、
    前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩めた際には、前記支持具に支持される前記アームの一端側を、前記抑付具によって下方に抑え付けることが可能であり、
    前記支柱への前記アームの一端側の締結を緩め、且つ、前記支柱から前記支持具及び前記抑付具を取り外すことで、前記アームを前記支柱に沿って上下方向にスライドさせて、前記筐体を上下動させることが可能である請求項１０に記載のセンサ装置。
12. 前記筐体は、水平方向にスライド自在に前記アームに取り付けられている請求項８乃至１１のいずれかに記載のセンサ装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載のセンサ装置を備えるセンサシステムであって、
    前記超音波センサによって計測された時間と、前記超音波の発信時或いは前記反射波の受信時における前記超音波センサ付近の気温を用いて求められる音速とに基づき、前記超音波センサから前記測定対象までの距離を示す情報を取得する距離取得手段を備えるセンサシステム。
14. 超音波センサの配置方法であって、
    前記超音波センサは、超音波を発信してから、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信するまでの時間を計測して、当該時間に基づく情報を外部に送信可能なものであり、河川或いは海の危険水位よりも下方に位置する固体の部分に前記超音波が向かうように、前記超音波センサは配置され、
    前記固体の部分と前記超音波センサとの間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離よりも短い超音波センサの配置方法。
15. 前記固体は、河川の堤防である請求項１４に記載の超音波センサの配置方法。
16. 河川或いは海の水面の上方に配置される超音波センサと、
    前記超音波センサと前記水面との間に配置される反射板とを備え、
    前記超音波センサは、下側に向けて超音波を放射状に発信するものであって、超音波を発信することに伴い前記超音波に関する信号を出力し、測定対象によって反射された前記超音波の反射波を受信することに伴い当該反射波に関する信号を出力することが可能であり、
    前記反射板と前記超音波センサとの間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離よりも短く、
    前記超音波センサから発せられる超音波のうち、一部の超音波が前記反射板に向かい、残りの超音波が前記反射板よりも下側に向かうものとされるセンサ装置。
17. 前記超音波センサと河川或いは海の危険水位との間の距離は、前記超音波センサが前記反射波を検知可能な最大の距離以下である請求項１６に記載のセンサ装置。