JP3037559U - 降雪センサ出力信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 降雪センサの出力を外気温度センサと地温セ
ンサからの温度データ入力により被制御機器の駆動タイ
ミングを確実に制御し、雪害を未然に回避する。 【構成】 降雪センサ１の近傍に外気温度センサ４を設
置し、被制御融雪装置６の近傍の地表に地温センサ５を
埋設する。降雪センサ１の電極２間のインピーダンス出
力と外気温度センサ４からのアナログ値をＡ／Ｄ変換回
路７によってデジタル値に変換して水分判定回路８及び
外気温度判定回路９を介して降雪判定回路１０に入力す
る。地温センサ５からの検知温度を地表温度判定回路１
４に入力し、降雪判定回路１０の後段に直接または遅延
タイマー回路１３を介して降雪／地表温度ミックス回路
１２を組み込み、降雪信号と地表温度信号の二つの信号
を「ＡＮＤ」／「ＯＲ」の論理結果を後段の接点制御回
路１５に出力し、融雪器等の被制御融雪装置６の電源回
路を「ＯＮ」／「ＯＦＦ」制御することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、降雪を検知して融雪装置等を作動し、雪害を未然に回避する技術に 用いる降雪センサ出力信号処理回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

寒冷地では積雪による雪害が問題になり、近年、降雪を検出して建造物の出入 口通路等に積雪しないように順次融解する加熱融雪装置等が使用されるようにな っている。

【０００３】 即ち、各種融雪装置は降雪センサによって降雪を検知し、制御したタイミング で駆動される。該降雪センサとしては、受雪面に一対の電極を対置し、受雪面に 受けた雪または雪が融解した水によって電気的または光学的に変化する該電極間 のインピーダンスの変化を検出してこの検出値から降雪の有無を判断するように なったインピーダンス検知型の構造のものが一般に使用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

然るにこの種の上記受雪面に直接雪を受け留め、対置した両電極間のインピー ダンスを検出値として利用する降雪センサでは、該降雪センサへの降雪が一定の 条件で受雪面を湿潤し、また降雪が終わったとき該受雪面から消失することが必 要であるが、降雪センサの雰囲気温度や地表温度、更には風の有無等の種々外乱 によっても降雪「あり」／「なし」のタイミングがずれてしまう。

【０００５】 このように降雪時の気象現象は一定ではなく、降雪センサの受雪面に降った雪 の有無だけのタイミングで融雪装置等を「ＯＮ」／「ＯＦＦ」制御すると、駆動 タイミングにずれを生じて装置が必要なとき駆動されなかったり、逆に不必要な ときに駆動してしまう問題を有していた。

【０００６】 本考案は上記問題に鑑みてなされたものであり、降雪センサの出力を外気温度 センサ及び地温センサからの温度データ入力により被制御機器の駆動タイミング を制御すると共に、受雪センサの受雪面の水分を強制的に乾燥して、降雪「あり 」／「なし」に対応して融雪装置等を適正なタイミングで確実に作動せしめ、雪 害を未然に回避する環境を構築することができる降雪センサ出力信号処理回路を 提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る降雪センサ出力信号処理回路は、受雪面１７に一対の電極２を配 置すると共に該受雪面１７を加熱融雪する受雪面ヒータ３を具備してなり、降雪 によって湿潤した電極２間のインピーダンスを検出して降雪の有無を検知するイ ンピーダンス型降雪センサ１の出力回路であり、前記降雪センサ１の近傍に設置 して雰囲気温度を検出する外気温度センサ４と、融雪器等の被制御融雪装置６の 近傍の地表に埋設して被制御融雪装置６の設置部位の地表温度を検出する地温セ ンサ５を具備し、前記降雪センサ１の電極２間のインピーダンスと外気温度セン サ４からのアナログ値をそれぞれデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路７と、前 記Ａ／Ｄ変換回路７からの出力値をそれぞれ水分判定回路８及び外気温度判定回 路９を介して入力し、降雪「あり」／「なし」の降雪信号を出力する降雪判定回 路１０と、前記外気温度判定回路９からの信号を受け、外気温度が予め設定した 雰囲気温度より低下した場合に降雪センサ１の受雪面ヒータ３を「ＯＮ」し、受 雪面２を融雪温度に保持するように作動する受雪面ヒータ制御回路１１と、前記 地温センサ５からの地表温度情報を入力して予め設定した温度値との比較により 地表温度判定信号を出力する地表温度判定回路１４と、前記降雪判定回路１０の 後段に、該降雪判定回路１０の信号が直接に入力する回路と遅延時間可変設定自 在になる遅延タイマー回路１３を介して入力する回路を介して接続されると共に 、前記地表温度判定回路１４からの信号を入力し、該降雪信号と地表温度信号を 切り替え可能になる「ＡＮＤ」／「ＯＲ」の論理結果を後段の接点制御回路１５ に出力する降雪／地表温度ミックス回路１２と、前記接点制御回路１５により融 雪器等の被制御融雪装置６の電源回路を「ＯＮ」／「ＯＦＦ」制御する構造にし たことを要旨とするものである。

【０００８】

【考案の実施の形態】

以下、本考案に係る降雪センサ出力信号処理回路の好ましい実施の形態につい て、図面に従って説明する。 図１は降雪センサ出力信号処理回路のブロック図であり、符号１は後述するよ うに受雪面１７に一対の電極２と受雪面ヒータ３を具備したインピーダンス型降 雪センサである。

【０００９】 また符号４は上記降雪センサ１のセンサ部或は近傍に設置した外気温度センサ 、符号５は融雪器等の被制御融雪装置６の近傍の地表に埋設する地温センサであ る。 符号７は上記降雪センサ１の電極２間のインピーダンスと外気温度センサ４か らの温度情報からなる両アナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路であ る。該Ａ／Ｄ変換回路７からのデジタル値はそれぞれ水分判定回路８及び外気温 度判定回路９を介して降雪判定回路１０に入力されるようになり、該降雪判定回 路１０において降雪「あり」／「なし」の判断を出力する。

【００１０】 符号１１は、上記外気温度判定回路９からの信号を受けて駆動する受雪面ヒー タ制御回路であり、外気温度が予め設定した温度値より低下した場合に降雪セン サの受雪面ヒータ３を「ＯＮ」し、受雪面２を融雪温度（２〜６゜Ｃ）に保持す るように作動する構成になる。

【００１１】 上記降雪判定回路１０の後段には、降雪「あり」／「なし」の信号が直接に入 力する回路と遅延タイマー回路１３を介して入力する降雪／地表温度ミックス回 路１２が組み込まれている。該遅延タイマー回路１３は、遅延時間を手動で切り 替えることができるように、降雪センサ出力信号処理回路装置の操作面に「タイ マー切り替え摘み」を設けてなり、「５分」「３０分」「１時間」「２時間」「 ３時間」…の遅延時間を選択してセットすることができる。

【００１２】 また上記降雪／地表温度ミックス回路１２には地表温度判定回路１４からの地 表温度判定信号を入力しており、降雪信号と地表温度信号の二つの信号を「ＡＮ Ｄ」／「ＯＲ」の切り替え可能になる論理回路をもってその結果により後段の接 点制御回路１５に出力する構造になる。

【００１３】 上記地表温度判定回路１４は、前記地温センサ５からの地表温度情報を入力し て予め設定した温度値との比較により地表温度判定信号を出力する。 接点制御回路１５は、融雪器等の被制御融雪装置６の電源回路を「ＯＮ」／「 ＯＦＦ」制御する電源スイッチの構造になる。

【００１４】 図２は前述した降雪センサ出力信号処理回路に使用するインピーダンス型降雪 センサ１の外観を示す斜視図（ａ）と同Ａ−Ａ線截断部の断面図（ｂ）である。 符号１６は所定面積を有する平面状の受雪面１７を有する器筐であり、該受雪 面１７には一対の電極２を配置してなり、極間の湿潤によって変化するインピー ダンスを検出することができる。

【００１５】 上記受雪面１７の裏面側には、器筐１６の内腔に固設した受雪面ヒータ３と密接 し、熱を伝播拡散するための良導体からなる放熱板（図示せず）を密接固着して なる。符号４は、器筐１６の一端から突設した信号線挿通兼用の支持パイプ１８ に固設した雰囲気温度を検出する外気温度センサである。

【００１６】 符号１９は上記受雪面１７を囲繞するように、該受雪面２より１〜１０ｍｍ突 出し、有風下の降雪を受雪面１７に捕捉するための風防であり、該風防１９の一 部には該受雪面１７より後退するような切欠部２０が設けられ、雪による受雪面 １７上のブリッジ現象を防止すると共に、該受雪面１７からの排水を容易にして いる。

【００１７】 次に降雪センサ出力信号処理回路の作動を図３のタイミングチャートに従って 説明する。 降雪センサ１は、受雪面１７に捕捉した雪を受雪面ヒータ３の発熱によって融 解し、電極２間のインピーダンス出力から該電極２間の水分を検出する。該降雪 センサ１からのインピーダンス出力は、外気温度センサ４によって計測される降 雪センサ１の雰囲気温度と共に、Ａ／Ｄ変換回路７を介してそれぞれ水分判定回 路８または外気温度判定回路９を経て降雪判定回路１０に入力される。

【００１８】 上記降雪判定回路１０は、図３の（ａ）によって示すように、降雪センサ１の 受雪面１７が降雪によって湿潤すると、外気温度センサ４からの入力値が予め設 定した設定温度より低い場合は、同時タイミングで「降雪あり」を出力するが、 外気温度センサ４からの入力値が予め設定した設定温度より高い場合は、「降雪 なし」を出力維持する。

【００１９】 即ち、該降雪判定回路１０では、降雪環境温度（外気温度が２〜５゜Ｃ以下） より低く、且つ降雪センサ１の電極２間に水分が確認されたときに降雪開始と判 断して「降雪あり」を出力し、また電極２間から水分がなくなると降雪終了と判 断して「降雪なし」を出力する。降雪環境温度が設定温度より高い場合は、降雪 センサ１が「降雪あり」を出力していても「雨」による湿潤と判定して接点制御 回路１５の出力は「ＯＦＦ」を維持する。

【００２０】 上記降雪判定回路１０の出力と平行に遅延タイマー回路１３が構成してあるか ら、上記「降雪なし」の出力後、図３の（ｂ）に示すように遅延タイマー回路１ ３の「タイマー切り替え摘み」で設定した遅延時間を降雪／地表温度ミックス回 路１２に出力する。 この遅延タイマー回路１３は、使用する被制御融雪装置６によって設定時間を 可変調整するものであり、例えば熱量の少ない融雪器等の場合は立ち上がりに時 間が掛かるから該遅延タイマー回路１３は長めに設定しなければ融け残りが生じ る。

【００２１】 上記降雪／地表温度ミックス回路１２は、地温センサ５からの情報をＡＮＤ／ ＯＲ接続の論理回路に切り替えて使用することができる。 図３の（ｃ）はＯＲ接続の場合の処理について示すものである。降雪／地表温 度ミックス回路１２がＯＲ接続に切り替えられていると、「降雪なし」で地表温 度が設定温度（設定「ＯＮ」温度）以下に下がった場合は、接点制御回路１５の 出力が「ＯＮ」し、設定「ＯＮ」温度より３〜５゜Ｃ上昇すると接点制御回路１ ５の出力が「ＯＦＦ」する断続運転となる。

【００２２】 「降雪あり」の場合は、地表温度の設定値に関係なく接点制御回路１５の出力 が「ＯＮ」状態を維持し、降雪が停止すると遅延タイマー回路１３が働く。タイ マー終了後は、地温センサ５からの地表温度情報を得て断続運転に戻るため、低 温時の余熱運転によって熱源の立ち上がりが早くなり、遅延タイマー回路１３の 設定時間を短縮することができる。地表温度の設定温度を比較的高く設定してお くことにより、凍結防止を可能とすることもできる。

【００２３】 一方、降雪／地表温度ミックス回路１２がＡＮＤ接続の場合には、図３の（ｄ ）のように処理される。降雪／地表温度ミックス回路１２は、「降雪あり」で地 表温度が設定温度（設定「ＯＮ」温度）以下に下がった場合にのみ接点制御回路 １５の出力が「ＯＮ」する。「降雪あり」の場合でも地表温度が設定「ＯＦＦ」 温度以上に上昇した場合は接点制御回路１５の出力が「ＯＦＦ」する。

【００２４】 降雪終了（「降雪なし」状態に変わった）後も継続して地表温度が設定「ＯＦ Ｆ」温度まで上がらない場合は接点制御回路１５が「ＯＮ」し続け、地表温度が 設定「ＯＦＦ」温度になったとき接点制御回路１５が「ＯＦＦ」する。 従って、熱量の大きな熱源システムからなる被制御融雪装置６に適した省エネ ルギー型のシステムを構築することができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたように本考案に係る降雪センサ出力信号処理回路によれば、降雪セ ンサの近傍に外気温度センサ、被制御融雪装置の近傍地表に地温センサを設け、 これらの各センサからの情報を入力処理する情報処理回路を構成したことにより 、融雪システム等の被制御融雪装置を降雪センサからの降雪「あり」／「なし」 の出力だけでなく、降雪時の外気温度条件及び地表温度条件を情報として加えた 、より肌理の細かい環境条件によって「ＯＮ」／「ＯＦＦ」制御駆動することが できるため、雪害を未然に回避する環境を構築することができる。

【００２６】 また気象条件によって被制御融雪装置を最適に制御することができるため、最 小のエネルギー供給によって融雪保持することができ、省エネルギーを達成する ことができる等の特徴を有するものであり、本考案実施後の社会に及ぼす経済的 効果及び至便性は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る降雪センサ出力信号処理回路の好
ましい実施の形態を示す信号処理回路のブロック図であ
る。

【図２】同降雪センサ出力信号処理回路に使用する降雪
センサ全体の斜視図（ａ）と、同図のＡ−Ａ線截断部の
断面図（ｂ）である。

【図３】同降雪センサ出力信号処理回路の作動を示すタ
イミングチャートであり、（ａ）は降雪センサと外気温
度判定回路による環境条件のチャート、（ｂ）は遅延タ
イマー回路をセットした状態の接点制御回路のチャー
ト、（ｃ）は地温センサからの環境条件をＯＲ制御動作
したときの接点制御回路のチャート、（ｄ）は地温セン
サからの環境条件をＡＮＤ制御動作したときの接点制御
回路のチャートである。

【符号の説明】

１ 降雪センサ ２ 電極 ３ 受雪面ヒータ ４ 外気温度センサ ５ 地温センサ ６ 被制御融雪装置 ７ Ａ／Ｄ変換回路 ８ 水分判定回路 ９ 外気温度判定回路 １０ 降雪判定回路 １１ 受雪面ヒータ制御回路 １２ 降雪／地表温度ミックス回路 １３ 遅延タイマー回路 １４ 地表温度判定回路 １５ 接点制御回路 １６ 器筐 １７ 受雪面 １８ 支持パイプ １９ 風防

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 受雪面１７に一対の電極２を配置すると
   共に該受雪面１７を加熱融雪する受雪面ヒータ３を具備
   してなり、降雪によって湿潤した電極２間のインピーダ
   ンスを検出して降雪の有無を検知するインピーダンス型
   降雪センサ１の出力回路であり、 前記降雪センサ１の近傍に設置して雰囲気温度を検出す
   る外気温度センサ４と、融雪器等の被制御融雪装置６の
   近傍の地表に埋設して被制御融雪装置６の設置部位の地
   表温度を検出する地温センサ５を具備し、 前記降雪センサ１の電極２間のインピーダンスと外気温
   度センサ４からのアナログ値をそれぞれデジタル値に変
   換するＡ／Ｄ変換回路７と、 前記Ａ／Ｄ変換回路７からの出力値をそれぞれ水分判定
   回路８及び外気温度判定回路９を介して入力し、降雪
   「あり」／「なし」の降雪信号を出力する降雪判定回路
   １０と、 前記外気温度判定回路９からの信号を受け、外気温度が
   予め設定した雰囲気温度より低下した場合に降雪センサ
   １の受雪面ヒータ３を「ＯＮ」し、受雪面２を融雪温度
   に保持するように作動する受雪面ヒータ制御回路１１
   と、 前記地温センサ５からの地表温度情報を入力して予め設
   定した温度値との比較により地表温度判定信号を出力す
   る地表温度判定回路１４と、 前記降雪判定回路１０の後段に、該降雪判定回路１０の
   信号が直接に入力する回路と遅延時間可変設定自在にな
   る遅延タイマー回路１３を介して入力する回路を介して
   接続されると共に、前記地表温度判定回路１４からの信
   号を入力し、該降雪信号と地表温度信号を切り替え可能
   になる「ＡＮＤ」／「ＯＲ」の論理結果を後段の接点制
   御回路１５に出力する降雪／地表温度ミックス回路１２
   と、 前記接点制御回路１５により融雪器等の被制御融雪装置
   ６の電源回路を「ＯＮ」／「ＯＦＦ」制御する構造にな
   ることを特徴とする降雪センサ出力信号処理回路。