JP3921615B2 - 降雪強度計測方法及び降雪強度計測装置 - Google Patents

Description

本発明は例えば気象観測や融雪装置の自動制御に用いられる降雪強度計測方法及び降雪強度計測装置に関するものである。

従来、この種の降雪強度計測装置として、雪を捕捉可能な漏斗状の受水器の下部に上部電極を兼ねる導水管を垂設し、導水管の下方に水滴により連架可能な対向間隙を置いて下部電極を配設し、この上部電極と該下部電極との対向間隙に電圧を印加する電源手段及び上部電極と該下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を演算する計数演算手段を備えてなる構造のものが知られている。
特公平５−９７５６号公報

しかしながら上記従来構造の場合、上記導水管は上部電極を兼ねるため導電性を考慮すると金属でなければならず、一方、受水器は雪を捕捉し、雪を融かして水に変態させると共に蒸発を防ぐため適切な加温制御も必要となり、これら条件を満たす受水器の材質は単価、加工性を加味すると金属が適することになる。ところが、金属は熱伝導率は良いが電気伝導率も高く、従って、上部電極としての導水管に直結した受水器にもある電位が生ずることになる。装置の検出部分は使用目的からして屋外に設置されることから、必ず、受水器及び受水器を保持するための保持部分並びに受水器を保護するためのカバー部分も電気的にグランドと絶縁したり、又は、上部電極としての導水管の電位をグラウンドに固定するなどの対策が必要となり、絶縁回路などの余分な素子が必要となり、それだけ、電気的検出回路の設計に当たっては自由度が小さくなり、又、構造上、導水管と下部電極との対峙の垂直精度が要求され、製作が困難になることがあるという不都合を有している。

本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の発明は、漏斗状の受水器により雪を捕捉し、該雪の融水を受水器の下部の導水管から滴下させ、該滴下してくる水滴を複数本の細線が周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束されたネット状の水滴受体の該細線に沿って流下させたのち該水滴受体の中心の集束位置の上部電極に集束流下させ、該上部電極から滴下する水滴によりなされる上部電極と下部電極との対向間隙の連架によって上部電極と下部電極との間の導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を計測することを特徴とする降雪強度計測方法にある。

又、請求項２記載の発明は、雪を捕捉可能な漏斗状の受水器の下部に導水管を垂設し、該導水管の下方に離間して複数本の細線が周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束されたネット状の水滴受体を配設し、該水滴受体の中心の集束位置に上部電極を垂設し、該上部電極の下方に水滴により連架可能な対向間隙を置いて下部電極を配設し、該上部電極と該下部電極との対向間隙に電圧を印加する電源手段及び該上部電極と該下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を演算する計数演算手段を備えてなることを特徴とする降雪強度計測装置にある。

又、請求項３記載の発明は、上記水滴受体及び上記下部電極は、リング体に上記複数本の細線の上端部を縛着し、該細線を周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束して撚り合わせて水滴受体とし、該撚り合わせ部から該細線を下方に垂下して上部電極としてなることを特徴とするものであり、又、請求項４記載の発明は、上記導水管の下部側面にスリットを設けてなることを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記電源装置として直流電源を用いる場合において、上記上部電極及び下部電極の極性を反転させる極性反転手段を設けてなることを特徴とするものである。

本発明は上述の如く、請求項１又は２記載の発明にあっては、受水器の下部の導水管の下端から水滴を落下させ、水滴受体を介して上部電極から下部電極に流下させ、上部電極と下部電極との対向間隙間に電源手段により電圧を印加し、上部電極と下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を検出するようにしているから、導水管及び受水器、受水器を保持するための保持部分並びに受水器を保護するためのカバー部分を電気的にグランドと絶縁する必要が無くなり、又は、導水管の電位をグラウンドに固定する対策が無くなり、絶縁回路などの余分な素子も不要となり、それだけ、電気的検出回路の設計の自由度を高めることができ、加えて、水滴は導水管の下端から落下したのち、水滴受体を介して上部電極から対向間隙を介して下部電極に流下することになるから、導水管と下部電極との垂直対向精度を緩和することができ、導水管と下部電極との設置ずれを吸収することができ、設置の融通性を高めることができ、かつ、水滴は周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束された複数本の細線に沿って流下するので、表面張力の影響が少ない状態で流下し、水滴は円滑に上部電極に移動することができ、更に、水滴を導水管から流下させたのち、上部電極から下部電極電極へと落下させるので、対向間隙を小さくすることができ、上部電極と下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を確実に検出することができ、降雪強度の計測精度を向上することができる。

又、請求項３記載の発明にあっては、上記水滴受体及び上記下部電極は、リング体に上記複数本の細線の上端部を縛着し、細線を周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束して撚り合わせて水滴受体とし、該撚り合わせ部から該細線細線を下方に垂下して上部電極としてなるから、構造を簡素化することができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記導水管の下部側面にスリットを設けてなるから、導水管内の空気はスリットから排出され、粒状になった水滴を落下させることができ、その水滴を細線及び上部電極を介し流下させ、上部電極と下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を検出するので、一層計測精度を高めることができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記電源装置として直流電源を用いる場合において、上記上部電極及び下部電極の極性を反転させる極性反転手段を設けてなるから、電極表面での電蝕現象を抑制することができ、長期に測定精度を維持することができる。

図１乃至図６は本発明の実施の形態例を示し、１は受水器であって、金属製の漏斗状に形成され、雪を捕捉可能な広口の上開口部１ａ及び細口の下管部１ｂからなり、この下管部１ｂの下部に導水管２を垂設固定し、導水管２の下部側面に縦溝からなるスリット２ａを形成している。この受水器１の裏面等に受水器１を加熱して受水器１に捕捉された雪を融かすための図示省略のヒータが取り付けられている。

この場合、器体３に取付片３ａを立設し、この取付片３ａの上端部に受水部１を取り付けるようにしている。

４は水滴受体であって、上記導水管２の下方に離間して配置され、複数本の細線４ａ・・・が周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束されたネット状に形成され、この場合、合成樹脂製のリング体４ｂに上記複数本の細線４ａ・・・の上端部を縛着して半田付けし、この細線４ａ・・・を周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束して撚り合わせて半田付けして構成している。

５は上部電極であって、針状に形成され、上記水滴受体４の中心の集束位置に垂設され、この場合、上記導電性を有する金属製の線材４ａ・・・のうちの数本を延長して撚り合わせて形成されている。

この場合、上記器体３に取付枠３ｂを取り付け、この取付枠３ｂに絶縁体としての合成樹脂製の一対の取付板３ｃ・３ｃを対向立設し、この取付板３ｃ・３ｃの上部間に上記水滴受体４を一対の挟着片３ｄ・３ｄにより挟着固定するように構成している。

６は下部電極であって、針状に形成され、上記上部電極５の下方に水滴Ｒにより連架可能な対向間隙Ｈを置いて配設され、この場合、上記絶縁体としての一対の取付板３ｃ・３ｃの下部間に導電性を有する金属製の取付板６ａを取り付け、取付板６ａに導電性を有する金属製の針状の下部電極５を溶接固着するように構成している。

７は排水器であって、上記取付枠３ｂに取り付けられ、上記下部電極６から流下する水滴を受けて排水するように構成されている。

８は電源手段であって、上記上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈに電圧を印加するように結線されて構成されている。この電源手段８として、図５の如く、交流電源を用いる構造と、図６の如く、直流電源を用いる構造があり、図６の直流電源を用いる構造の場合には、リレー等により上部電極５及び下部電極６の＋又は−の極性を反転させる極性反転手段９が設けられている。

１０は計数演算手段であって、上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈでの水滴の連架による導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を演算する電気回路により構成されている。ここに降雪強度とは単位時間当たりの降雪量（降水量）をいい、単位時間当たりの導電回数が多ければ降雪強度は大きくなり、単位時間当たりの導電回数が少なければ降雪強度は小さいということになる。

１１は覆い部材であって、上記器体３に取り付けられ、覆い部材１１の上部に受水器１の周囲を覆うカバー部材１２を取り付け、カバー部材１２の裏面に補助ヒータ１ｃを取り付けて構成している。

１３は温度センサーであって、この場合、サーミスターが用いられ、外気温を測定し、雨雪の判別等に用いるためのものである。

この実施の形態例は上記構成であるから、降雪があると受水器１は雪を捕捉し、雪の融水は受水器１の漏斗状の内面を伝って集束されて下部の導水管２に流下し、この導水管２の下端に生じた流下水滴がその水滴の表面張力より重量が大きくなると導水管２の下端から離れて滴下し、この落下水滴は導水管２の下方のネット状の水滴受体４内に滴下し、この滴下した水滴は周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束された複数本の細線４ａ・・・に沿って水滴受体４の中心の集束位置に向かって流下し、更には水滴受体４の中心の集束位置に設けられた上部電極５に達して落下し、下部電極６に対向間隙Ｈを介して流下することになり、この上部電極５と下部電極６との対向間隙に電源手段８により電圧が印加され、計数演算手段１０は上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈでの水滴の連架による導電を検出して導電回数を計数し、降雪強度を演算することになる。

このように、受水器１の下部の導水管２の下端から水滴を落下させ、水滴受体４を介して上部電極５から下部電極６に流下させ、上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈ間に電源手段８により電圧を印加し、上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈでの水滴の連架による導電を検出するようにしているから、導水管２及び受水器１、受水器を保持するための保持部分並びに受水器を保護するためのカバー部分を電気的にグランドと絶縁する必要が無くなり、又は、導水管２の電位をグラウンドに固定する対策が無くなり、絶縁回路などの余分な素子も不要となり、それだけ、電気的検出回路の設計の自由度を高めることができ、加えて、水滴は導水管２の下端から落下したのち、水滴受体４を介して上部電極５から対向間隙Ｈを介して下部電極６に流下することになるから、導水管２と下部電極６との垂直対向精度を緩和することができ、導水管２と下部電極６との設置ずれを吸収することができ、設置の融通性を高めることができ、かつ、水滴Ｒは周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束された複数本の細線４ａ・・・に沿って流下するので、表面張力の影響が少ない状態で流下し、水滴は円滑に上部電極５に移動することができ、更に、水滴を導水管２から流下させたのち、上部電極５から下部電極電極６へと落下させるので、対向間隙Ｈを小さくすることができ、上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈでの水滴の連架による導電を確実に検出することができ、降雪強度の計測精度を向上することができる。

又、この場合、上記水滴受体４及び上記下部電極６は、リング体４ｂに上記複数本の細線４ａ・・・の上端部を縛着し、細線４ａ・・・を周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束して撚り合わせて水滴受体４とし、該撚り合わせ部から該細線細線４ａ・・・を下方に垂下して上部電極５としてなるから、構造を簡素化することができ、又、この場合、上記導水管２の下部側面にスリット２ａを設けてなるから、導水管２内の空気はスリット２ａから排出され、粒状になった水滴を落下させることができ、その水滴を細線４ａ及び上部電極５を介し流下させ、上部電極５と下部電極６との対向間隙Ｈでの水滴の連架による導電を検出するので、一層計測精度を高めることができ、又、上記電源装置として直流電源を用いる場合において、上記上部電極５及び下部電極６の極性を反転させる極性反転手段９を設けてなるから、電極表面での電蝕現象を抑制することができ、長期に測定精度を維持することができる。

尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、受水器１、導水管２，水滴受体４、上部電極５、下部電極６の構造等は適宜変更して設計されものである。又、勿論、降水強度計測にも適用することができる。

以上、所期の目的を充分達成することができる。

本発明の実施の形態例の全体正断面図である。 本発明の実施の形態例の全体斜視図である。 本発明の実施の形態例の部分平面図である。 本発明の実施の形態例の部分斜視図である。 本発明の実施の形態例の説明側面図である。 本発明の実施の形態例の説明側面図である。

符号の説明

Ｒ 水滴
Ｈ 対向間隙
１ 受水器
２ 導水管
２ａ スリット
４ 水滴受体
４ａ 細線
４ｂ リング体
５ 上部電極
６ 下部電極
８ 電源手段
９ 極性反転手段
１０ 計数演算手段

Claims (5)

1. 漏斗状の受水器により雪を捕捉し、該雪の融水を受水器の下部の導水管から滴下させ、該滴下してくる水滴を複数本の細線が周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束されたネット状の水滴受体の該細線に沿って流下させたのち該水滴受体の中心の集束位置の上部電極に集束流下させ、該上部電極から滴下する水滴によりなされる上部電極と下部電極との対向間隙の連架によって上部電極と下部電極との間の導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を計測することを特徴とする降雪強度計測方法。
2. 雪を捕捉可能な漏斗状の受水器の下部に導水管を垂設し、該導水管の下方に離間して複数本の細線が周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束されたネット状の水滴受体を配設し、該水滴受体の中心の集束位置に上部電極を垂設し、該上部電極の下方に水滴により連架可能な対向間隙を置いて下部電極を配設し、該上部電極と該下部電極との対向間隙に電圧を印加する電源手段及び該上部電極と該下部電極との対向間隙での水滴の連架による導電を検出して導電回数を計数することにより降雪強度を演算する計数演算手段を備えてなることを特徴とする降雪強度計測装置。
3. 上記水滴受体及び上記下部電極は、リング体に上記複数本の細線の上端部を縛着し、該細線を周囲から中心に向けて斜め下向きに間隔を置いて放射状に集束して撚り合わせて水滴受体とし、該撚り合わせ部から該細線を下方に垂下して上部電極としてなることを特徴とする請求項２記載の降雪強度計測装置。
4. 上記導水管の下部側面にスリットを設けてなることを特徴とする請求項２又は３記載の降雪強度計測装置。
5. 上記電源装置として直流電源を用いる場合において、上記上部電極及び下部電極の極性を反転させる極性反転手段を設けてなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の降雪強度計測装置。

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