JPH0571916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は路面上が乾燥状態か濡れているか、或
は凍結状態にあるかを検知するための方法に関
し、特にロードヒーテイング装置の運転を制御す
るのに有用な路面状態検知方法に関するものであ
る。 ［従来の技術］ 寒冷地方においては、道路の凍結を防止すべく
路面下にヒーテイングケーブルを蛇行埋設する等
の方法で、路面上の氷層や積雪を溶かす手段が採
用されている。この場合、ヒーテイングケーブル
に常時通電しておくと、乾燥状態にある路面を加
温するというような非効率的な運転を行う惧れが
あるため、路面の濡れ具合や凍結を検出するセン
シング機能を付加し、必要時に路面の加温を行う
ように構成したロードヒーテイングシステムとし
て運用なされている。 従来、上記した路面状態を検知するための装置
としては、第３図に示す如き路面状態検出装置７
が使用されている。第４図は該装置７を路面６０
に設置した状態を示す断面図である。該装置７は
同心的に配置された金属筒体からなる外側電極７
１及び内側電極７２と、外側電極７１の内周側に
充填され前記電極間を絶縁するエポキシ等の絶縁
体８と、絶縁体８内の所定位置に埋設されるヒー
ター９とを備えている。なお７３は外側電極７１
の底面に取着される底板、５０は上記電極への給
電用リード線である。外側電極７１及び内側電極
７２の上面側はそれぞれ外部に露出しており、第
４図に示すようにこれら電極露出面と路面６０と
を略面一として地中に埋設される。 上記路面状態検出装置７の動作を説明する。先
ず、外側電極７１と内側電極７２との間に電圧を
印加しておくと共に前記電極間の電気抵抗を測定
するようにしておく。ここで、路面６０上が乾燥
状態の場合（すなわち該装置７の電極露出面が乾
燥状態の場合）は外側電極７１と内側電極７２と
の間の電極抵抗は著しく高く、路面６０上が濡れ
ている場合はこれら電極間は水の存在によつて導
通状態となるので電気抵抗は低下することにな
る。而して外側電極７１と内側電極７２との間の
電気抵抗を監視することにより、路面６０の表面
状態が知見できるものである。なおヒーター９
は、路面６０が凍結状態の時や或は降雪時に、そ
の氷や雪を熱により解かして水とし、電極間抵抗
の低下を知見し易くするためにあり（電極間が雪
や氷で覆われていると、水の場合とは異なり電極
間抵抗はあまり低下しない）、ヒーター９は常時
通電状態とされている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した如き路面状態検出装置
７を用いて路面状態を検出する方法にあつては、
次のような問題点があつた。すなわち、 路面上の雪や氷をヒーター９により溶かして
水分として検出する方式であるので、路面上が
凍結（積雪）しているのか単に濡れているのか
が判別できず、すなわち路面が乾燥しているか
否かの判断のみしかできないため、ロードヒー
テイング装置を制御する情報としては不十分で
ある。 内蔵ヒーター９により外側電極７１と内側電
極７２間の絶縁体８は常に加温状態とされてい
るため、濡れ状態から乾燥状態へ移行する時間
が路面よりも電極間の方が速くなつてしまい、
従つて路面の状態を正確に判断できないことが
ある。 本発明は上記不都合を解消すべく案出されたも
のであり、路面上が凍結状態か濡れ状態か、或は
乾燥状態にあるかを知見でき、しかも路面状態を
的確に判定できる方法を提供することを目的とす
る。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の路面状態検知方法は、地表面上に一部
が露出し且つ地表面と略面一に配置された電極対
及びその対間絶縁体を具備する第１の検出子と、
同様に電極対及び対間絶縁体を具備すると共に対
間絶縁体を加温する手段を有する第２の検出子と
を路面に設け、前記第１及び第２の検出子の電極
間抵抗をそれぞれ測定し、これら測定抵抗値を対
比することにより路面状態を知見することを特徴
としている。 ［作用］ 第１の検出子においては、電極対の対間絶縁体
加温手段を具備していないので、路面上が乾燥し
ている場合及び氷や雪が存在している場合は電極
間抵抗は高くなり、単に漏れている場合は抵抗が
低くなる。これに対し第２の検出子においては、
対間絶縁体加温手段を具備しているので、路面上
が乾燥している場合にのみ電極間抵抗が高くな
る。而して上記第１及び第２の検出子の電極間抵
抗を対比し、各検出子の電極間抵抗が高抵抗であ
る場合と低抵抗である場合との組合せから路面状
態を知見することができる。 ［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に
説明する。 第１図は本発明の路面状態検出方法において用
いる路面状態検出装置Ｓの一例を示す平面図、第
２図は該装置Ｓを路面６に設置した状態を示す断
面図である。 路面状態検出装置Ｓは、同心状に配置された金
属円筒体からなる外側電極１１と内側電極１２及
びこれら電極対間を絶縁するエポキシ対の対間絶
縁体３１を具備する第１の検出子１と、同様に外
側電極２１と内側電極２２及びその対間絶縁体３
２を備えると共に、前記対間絶縁体３２内に埋設
される対間絶縁体３２を加温するための電気ヒー
ター４を具備する第２の検出子２とから成つてい
る。なお、５は前記第１及び第２の検出子１，２
の各電極とヒータ４とに電力を給電するためのリ
ード線であり、また１３，２３は各外側電極１
１，１２の底面に取着される底板である。 第１の検出子１の外側電極１１、内側電極１２
共、その周縁部は外部に露出しており、この電極
露出面は対間絶縁体３１を含めてフラツトな面と
されている。また、第２の検出子２も同様に、外
側電極２１、内側電極２２共、その周縁部は外部
に露出しており、この電極露出面はフラツトな面
とされている。而して第２図に示すように、第１
の検出子１及び第２の検出子２の電極露出面が、
路面６と略面一になるように地中に埋設設置され
ている。なお、面一に設置するのは路面６の表面
と各検出子の電極露出面とを同一の条件とするた
めである。 かかる構成の路面状態検出装置Ｓの動作を説明
する。第１の検出子の外側電極１１と内側電極１
２、及び第２の検出子２の外側電極２１と内側電
極２２との間には常に電圧を加えておき、また第
２の検出子２の対間絶縁体３２中に埋設されてい
るヒーター４にも通電し発熱させておく。この場
合次の４つのケースが発生する。 先ず、路面６上が乾燥状態の場合（すなわち各
検出子の電極露出面が乾燥状態の場合）は、第１
及び第２の検出子１，２の内・外電極間抵抗は相
方共無限大に近くなる。（モード） これに対し、路面６上が濡れている場合は、第
１及び第２の検出子１，２の内・外電極間は、そ
の電極露出面において水の存在により導通状態と
なり、電極間抵抗は相方共10KΩ〜200KΩ程度と
なる。（モード） さらに、路面６上に積雪（又は氷）が存在する
場合は、第２の検出子２においてヒーター４の熱
により電極露出面の雪は融雪されて水となるた
め、外側電極２１と内側電極２２との間の抵抗は
10KΩ〜200KΩ程度となるが、第１の検出子１に
おいては路面６と同様に積雪が存在しているた
め、外側電極１１と内側電極１２との間の抵抗は
第２の検出子２のように低下しない。この現像は
含有水分の少ない所謂「乾いた雪」の場合に顕著
であり（電極間抵抗は無限大に近い）、「湿つた
雪」あるいは氷が電極露出面に存在する場合でも
水よりは電気の導通がかなり悪い為、少なくとも
第２の検出子２の電極間抵抗よりも高くなる。
（モート） また、路面６が濡れているものの乾き始めてい
る場合、第１の検出子１においては路面６とほぼ
同時間で電極露出面が乾燥していくので路面６が
乾燥するまで電極間抵抗は10KΩ〜200KΩであ
る。これに対し、第２の検出子２においては対間
絶縁体３２がヒーター４により加温されているた
め、電極露出面上の水分は路面６よりも速く乾燥
してしまうので、電極間抵抗は第１の検出子１よ
りも速く無限大となる。（モード） 上記した第１の検出子１及び第２の検出子２の
路面６の表面状態による電極間抵抗の変化を第１
表に示す。

【表】

【表】 ＊ 第２の検出子にはヒーターが埋設されて
いる。
上記第１表から明らかな通り、第１及び第２の
検出子１，２の電極間抵抗を測定し、これら測定
値を対比することにより、路面６の表面が乾燥し
ているのか、雪又は氷が存在しているのか、或は
水分が存在しているのかが判断できる。 すなわち本発明法においては、上記モード及
びモードの判別が行い得るところに利点があ
る。実際には、モードにおいては第２の検出子
２の電極間抵抗は無限大とならない場合もある
が、第１の検出子１の電極間抵抗と対比してみる
と明らかに電極間抵抗は大となるので、誤判断の
虞れはない。 かかる路面状態検出装置Ｓを用い、ロードヒー
テイング装置を制御するに際しては、例えばモー
ドの場合はヒーテイング素子への通電を停止す
るか或は路面温度を−１℃程度に保つ予熱運転を
行い、モード〜モードの場合はヒーテイング
素子への通電を行うようにし（路面温度を＋１℃
程度に保つ凍結防止運転）、特にモードの場合
は通電量を増加させてヒーテイング素子の発熱量
を多くし（路面温度を＋３℃程度に保つ融雪運
転）、またモードからモードに移行した場合
はヒーテイング素子への通電量を徐々に減少させ
る、というような制御が可能であり、きわめて効
率的なロードヒーテイングシステムの運転が行い
得る。さらに、路面温度を測定する温度検知装置
を併用し、上記したモード〜モードの情報に
路面温度情報を加えて制御するようにすれば、よ
り緻密で効率的なロードヒーテイングシステムの
制御を行うことができる。 なお本実施例においては、第１、第２の検出子
として円筒体電極対を使用したものを例示した
が、この他に平行平板電極対等を用いるものであ
つても勿論良い。すなわち、雪または氷をヒータ
ー熱により溶かし水として検出するための、いわ
ば雪検出用電極対と、ヒーターを具備しない、い
わば水検出用電極対との、２種の電極対を有する
ものであれば良い。 ［効果］ 以上説明した通りの本発明の路面状態検知方法
によれば、従来は路面上に水分（水及び雪、氷）
があるか否かの判断しかできなかつたが、本発明
法では路面上が水で覆われているか、或は雪また
は氷で覆われているのかも判断できる。また、従
来のヒーター内蔵検出子のみによる路面状態検出
法では、検出子の表面がヒーター熱により路面よ
りも速く乾燥してしまい、正確な水分検知ができ
ないという問題があつたが、本発明法においては
ヒーターを内蔵しない電極対からなる検出子を付
加しているため、かかる問題は解消できる。 従つてロードヒーテイング装置を制御するに際
しても、従来よりも緻密に制御を行うことがで
き、路面の状態に応じて効率的に運転させること
が可能になるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法に用いる路面状態検出装置の
一例を示す平面図、第２図は第１図の装置を路面
に設置した状態を示す断面図、第３図は従来用い
られている路面状態検出装置の例を示す平面図、
第４図は第３図の装置を路面に設置した状態を示
す断面図である。 １……第１の検出子、２……第２の検出子、１
１，２１……外側電極、１２，２２……内側電
極、３１，３２……対間絶縁体、４……ヒータ
ー、５……リード線、６……路面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地表面上に一部が露出し且つ地表面と略面一
   に配置された電極対及びその対間絶縁体を具備す
   る第１の検出子と、同様に電極対及び対間絶縁体
   を具備すると共に対間絶縁体を加温する手段を有
   する第２の検出子とを路面に設け、前記第１及び
   第２の検出子の電極間抵抗をそれぞれ測定し、こ
   れら測定抵抗値を対比することにより路面状態を
   知見することを特徴とする路面状態検知方法。