JP3127288B2 - 積雪深計 - Google Patents

積雪深計

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JP3127288B2 JP33756996A JP33756996A JP3127288B2 JP 3127288 B2 JP3127288 B2 JP 3127288B2 JP 33756996 A JP33756996 A JP 33756996A JP 33756996 A JP33756996 A JP 33756996A JP 3127288 B2 JP3127288 B2 JP 3127288B2
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気象観測に関する
項目のうち、積雪の深さを計測するセンサー技術に関す
るもので、詳しくは距離検出センサーをパイプ内で上下
させる積雪深計に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動観測用の積雪深の計測につい
ては、おおよそ下記の方式のものとなっている。第1方
式〜超音波を雪面に垂直方向に上から照射し雪面からの
反射時間からその距離を求める超音波式。(超音波パル
スを積雪面に向けて発射し、雪面に反射して跳ね返って
くる超音波の伝播時間を計って積雪深さを求める超音波
式積雪深計がある。)第2方式〜パイプの中または表面
に受光センサーを一定間隔に埋め込み、自ら照射した光
を受光し雪面の位置を検出する方式。(1本のポールの
中に受光素子を1列に配列して積雪していない部分から
の太陽光を検出して積雪を求める方法もある)。第3方
式〜光を利用した三角測量式のものや、赤外線ビームに
よる2ポール式検出板をワイヤで吊すフロート式などが
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにあっては、下記のような問題点を有していた。第1
方式の問題点は下記のとおりである。新雪(ふわふわの
雪)の状況の場合、音波が吸収され、誤差を生じる場合
がある。第2方式の問題点は下記のとおりである。融雪
孔ができると正確な測定ができない。第3方式の問題点
は下記のとおりである。構造が大きく複雑なため高価で
あり、消費電力が大きくバッテリーで長時間作動させる
ことができない。積もった雪の中に柱が立っていると、
柱が熱を伝播して必ずその柱の周りの雪が解けて柱の周
りに穴ができてしまう(融雪孔)。融雪期には融雪孔の
半径が50cm程に達すると、正確な雪面の検出ができ
なくなるという問題を有していた。本発明は、このよう
に融雪孔ができた場合においても、水平に融雪孔の先の
雪面を見通すことにより融雪孔の計測に対する影響(誤
差)を全くなくするためのものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記のようになるものである。
【0005】本発明のものは、基本フーム部2、昇降部
3、水平方向に光を照射し雪までの距離を測る光学式の
距離測定センサー4、ポテンショメータ5、外筒部6か
ら構成され、基本フーム部2は、所定間隔をもって対面
する水平な上方板2Aと下方板2Bと、これら上方板2
Aと下方板2B間に当該上方板と下方板の中心点Sを中
心として、左方の前後支柱2C,2Dと右方の支柱2E
が起立張設され、昇降部3は、下方板2Bの上面におけ
る中心点部分に配設された前後方向に回転する従動側プ
ーリ3Aと、上方板2Aの上面における中心点部分に配
設された前後方向に回転する駆動側プーリ3Bとから構
成され、従動側プーリ3Aは、下方板2Bの上面に設け
られた軸受2B1に横軸2B2で支持され、また、駆動
側プーリ3Bは、上方板2Aの上面に設けられた軸受2
A1に駆動用横軸2A2で支持されていると共に、この
駆動用横軸2A2の一端にはモータ2A23が連結さ
れ、上記光学式の距離測定センサー4は、センサー本体
4Aと発光部4B,受光部4Cから構成され、センサー
本体4Aの左右側面には、左方上下のリニアブシング4
A1,4A2と右方のリニアブシング4A3が突設さ
れ、左方上のリニアブシング4A1は左方の前支柱2C
に、また、左方下のリニアブシング4A2は左方の後支
柱2Dに、さらに、右方のリニアブシング4A3は右方
の支柱2Eにそれぞれ摺動自在に取付けられ、センサー
本体4Aの上面に一端3C1が連結されたタイミングベ
ルト3Cは、従動側プーリ3Aと駆動側プーリ3Bとの
間に掛架されたのち、他端3C2がセンサー本体4Aの
下面に連結され、ポテンショメータ5は、駆動用横軸2
A2の他端にギヤ5Aを介して連結され、外筒部6は、
透明な硬質塩化ビニール等のパイプ6Aで構成され、水
平な上方板2Aの下面と下方板2Bの上面間に従動側プ
ーリ3A、左方の前後支柱2C,2D、右方の支柱2
E、タイミングベルト3C、ポテンショメータ5を覆う
状態で起立連結され、上記光学式の距離測定センサー4
には電動源と信号線が接続されていると共に、当該光学
式の距離測定センサーで雪の有無を検出しながらその光
学式の距離測定センサーを上下に移動させ、雪面の位置
を検出するよう構成されている積雪深計である。この場
合、下記のように構成することができる。ポテンショメ
ータ5は、電源が切れてもその位置を固定できるアヴソ
リュート型のものとなっている。
【0006】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。1は本発明の積雪深計で、
基本フーム部2、昇降部3、水平方向に光を照射し距離
を測る光学式の距離測定センサー4、ポテンショメータ
5、外筒部6から構成されている。
【0007】基本フーム部2は、所定間隔をもって対面
する水平な上方板2Aと下方板2Bと、これら上方板2
Aと下方板2B間に当該上方板と下方板の中心点Sを中
心として、左方の前後支柱2C,2Dと右方の支柱2E
が起立張設されている。昇降部3は、下方板2Bの上面
における中心点部分に配設された前後方向に回転する従
動側プーリ3Aと、上方板2Aの上面における中心点部
分に配設された前後方向に回転する駆動側プーリ3Bと
から構成されている。従動側プーリ3Aは、下方板2B
の上面に設けられた軸受2B1に横軸2B2で支持さ
れ、また、駆動側プーリ3Bは、上方板2Aの上面に設
けられた軸受2A1に駆動用横軸2A2で支持されてい
る。そして、この駆動用横軸2A2の一端にはカップリ
ング2A21,ギヤボックス2A22を介してモータ2
A23が連結されている。
【0008】上記光学式の距離測定センサー4は公知の
ものであるが、センサー本体4Aと発光部4B,受光部
4Cから構成されている。センサー本体4Aの左右側面
には、左方上下のリニアブシング4A1,4A2と右方
のリニアブシング4A3が突設され、左方上のリニアブ
シング4A1は左方の前支柱2Cに、また、左方下のリ
ニアブシング4A2は左方の後支柱2Dに、さらに、右
方のリニアブシング4A3は右方の支柱2Eにそれぞれ
摺動自在に取付けられている。
【0009】センサー本体4Aの上面に一端3C1が連
結されたタイミングベルト3Cは、従動側プーリ3Aと
駆動側プーリ3Bとの間に掛架されたのち、他端3C2
がセンサー本体4Aの下面に連結されている。この結
果、モータ2A23の作動により、上記光学式の距離測
定センサー4は、発光部4B,受光部4Cを正面方向に
向けた状態で左方の前後支柱2C,2Dと右方の支柱2
Eに沿って昇降することになる。この光学式の距離測定
センサー4の原理は、カメラのオートフォーカスの距離
測定の原理に等しい。このため、水平方向に光を照射し
測定物(雪)までの距離を大まかに測ることができる。
本発明では大まかに1m以内に雪があるか否かを判断で
きればよいものが使用されている。
【0010】ポテンショメータ5は、駆動用横軸2A2
の他端にギヤ5Aを介して連結されている。このポテン
ショメータ5で駆動用横軸2A2の回転角を電気的に計
測することにより、上記光学式の距離測定センサー4の
停止した位置を簡単にかつ正確に電気的に検出すること
ができる。つまり積雪の深さを計測することができる。
そして、このポテンショメータ5は、電源が切れてもそ
の位置を固定できるアヴソリュート型のものとなってい
る。
【0011】外筒部6は、透明な硬質塩化ビニール等の
パイプ6Aで構成され、水平な上方板2Aの下面と下方
板2Bの上面間に従動側プーリ3A、左方の前後支柱2
C,2D、右方の支柱2E、タイミングベルト3C、ポ
テンショメータ5を覆う状態で起立連結されている。6
Bはパイプ6Aを取付けるためのフランジである。
【0012】上記光学式の距離測定センサー4には2本
の電動源と1本の信号線が接続されている。これら電動
源からの電圧と信号線からの信号は、リニアブシング4
A1,4A2,4A3と、支柱2C,2D,2Eにより
伝達されるよう構成されている。勿論、モータ2A23
は公知の電子回路(図示略)で制御するよう構成されて
いる。
【0013】図4を参照して、使用方法を説明する。 1.積雪深計1を設置を所望する箇所に設置する。7は
雪面であり、測定しようとする位置である。 2.雪面7には前述の通り融雪孔8が発生する。 3.モータ2A23を電子回路で制御しながら上記光学
式の距離測定センサー4を昇降させ、当該光学式の距離
測定センサー4を雪面位置で停止させる。すなわち、上
記光学式の距離測定センサー4は、水平に光ビームを出
し雪までの距離を測ることにより、その距離が1m以下
であれば雪面7より下であるので「雪有り」、1m以上
であれば雪面7より上であるので「雪無し」と判断す
る。図において、8Aは「雪有り」の位置、8Bは「雪
無し」の位置を示す。 4.こののち、ポテンショメータ5で駆動用横軸2A2
の回転角を電気的に計測することにより、上記光学式の
距離測定センサー4の位置、つまり積雪の深さを計測す
る。
【0014】
【実施例】形状 1ポール型 検出方式 赤外線ビーム測距式 精度 1cm(着雪時を除く) 分解能 1mm 測定範囲 1.8m標準 信号出力 標準〜ポテンショメータ2KΩ、オプション
〜DC 0〜1V、RS−232C(無手順) 積雪指示 本体側面の指針〜オプションにてLEDデジ
タル表示 電源 DC 12V(外部設置) 消費電流 平均1mA以下、最大50mA、出力オプシ
ョン付の場合は平均30mA 仕様環境 −30〜50℃ 着雪なきこと 寸法重量 20kg
【0015】
【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で次に記載する効果を奏する。雪面の検出装置において
は、融雪孔の影響(測定誤差)を確実に排除でき、ま
た、構造が簡単なので安価に製造できる。ポテンショメ
ータ5は、アヴソリュート型なので、本装置を動作させ
る電源を間欠的に印可して動作させることが可能とな
る。間欠動作させることの意義は、消費電力を例えば2
00分の1まで下げることが可能ということにある。実
験の結果、8カ月の間に消費した電力は12Vのバッテ
リで僅か3Ahであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】透明なパイプ部分のみを縦断した正面図であ
る。
【図2】透明なパイプ部分のみを縦断した側面図であ
る。
【図3】平面図である。
【図4】作用の説明図である。
【符号の説明】
1 積雪深計 2 基本フーム部 3 昇降部 4 水平方向に光を照射し距離を測る光学式の距離測定
センサー 5 ポテンショメータ 6 外筒部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01W 1/00 - 1/18 G01F 23/292 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基本フーム部(2)、昇降部(3)、水
    平方向に光を照射し雪までの距離を測る光学式の距離測
    定センサー(4)、ポテンショメータ(5)、外筒部
    (6)から構成され、基本フーム部(2)は、所定間隔
    をもって対面する水平な上方板(2A)と下方板(2
    B)と、これら上方板(2A)と下方板(2B)間に当
    該上方板と下方板の中心点(S)を中心として、左方の
    前後支柱(2C,2D)と右方の支柱(2E)が起立張
    設され、昇降部(3)は、下方板(2B)の上面におけ
    る中心点部分に配設された前後方向に回転する従動側プ
    ーリ(3A)と、上方板(2A)の上面における中心点
    部分に配設された前後方向に回転する駆動側プーリ(3
    B)とから構成され、従動側プーリ(3A)は、下方板
    (2B)の上面に設けられた軸受(2B1)に横軸(2
    B2)で支持され、また、駆動側プーリ(3B)は、上
    方板(2A)の上面に設けられた軸受(2A1)に駆動
    用横軸(2A2)で支持されていると共に、この駆動用
    横軸(2A2)の一端にはモータ(2A23)が連結さ
    れ、上記光学式の距離測定センサー(4)は、センサー
    本体(4A)と発光部(4B),受光部(4C)から構
    成され、センサー本体(4A)の左右側面には、左方上
    下のリニアブシング(4A1,4A2)と右方のリニア
    ブシング(4A3)が突設され、左方上のリニアブシン
    グ(4A1)は左方の前支柱(2C)に、また、左方下
    のリニアブシング(4A2)は左方の後支柱(2D)
    に、さらに、右方のリニアブシング(4A3)は右方の
    支柱(2E)にそれぞれ摺動自在に取付けられ、センサ
    ー本体(4A)の上面に一端(3C1)が連結されたタ
    イミングベルト(3C)は、従動側プーリ(3A)と駆
    動側プーリ(3B)との間に掛架されたのち、他端(3
    C2)がセンサー本体(4A)の下面に連結され、ポテ
    ンショメータ(5)は、駆動用横軸(2A2)の他端に
    ギヤ(5A)を介して連結され、外筒部(6)は、透明
    な硬質塩化ビニール等のパイプ(6A)で構成され、水
    平な上方板(2A)の下面と下方板(2B)の上面間に
    従動側プーリ(3A)、左方の前後支柱(2C,2
    D)、右方の支柱(2E)、タイミングベルト(3
    C)、ポテンショメータ(5)を覆う状態で起立連結さ
    れ、上記光学式の距離測定センサー(4)には電動源と
    信号線が接続されていると共に、当該光学式の距離測定
    センサーで雪の有無を検出しながらその光学式の距離測
    定センサーを上下に移動させ、雪面の位置を検出するよ
    う構成されていることを特徴とする積雪深計。
  2. 【請求項2】 ポテンショメータ(5)は、電源が切れ
    てもその位置を固定できるアヴソリュート型のものとな
    っている請求項1記載の積雪深計。
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