JPH06347564A - 降雪検知器 - Google Patents
降雪検知器Info
- Publication number
- JPH06347564A JPH06347564A JP13968993A JP13968993A JPH06347564A JP H06347564 A JPH06347564 A JP H06347564A JP 13968993 A JP13968993 A JP 13968993A JP 13968993 A JP13968993 A JP 13968993A JP H06347564 A JPH06347564 A JP H06347564A
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- Japan
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- snowfall
- signal
- wave
- snow
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- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】降雪状態を、降雨，霧などの別な気象状態と区
別して的確に検知できるようにした信頼性の高い降雪検
知器を提供する。 【構成】空中に向けて斜め下方にマイクロ波，または超
音波の信号波を出射する送信部１と、雪９などの降下物
に当たって散乱した信号波の反射波を受波する受信部２
と、送波と受波の信号周波数差を基に前記降下物の降下
速度に比例した信号を出力するドップラー速度検出部
５，およびドップラーゲイン検出部６と、前記各検出部
からの出力信号から降下物が雪か否かを判定する判定部
７とから構成し、ゲイン信号が一定値以上で、かつ降下
速度が設定値の範囲にある条件で降雪と判定して降雪信
号を出力する。
別して的確に検知できるようにした信頼性の高い降雪検
知器を提供する。 【構成】空中に向けて斜め下方にマイクロ波，または超
音波の信号波を出射する送信部１と、雪９などの降下物
に当たって散乱した信号波の反射波を受波する受信部２
と、送波と受波の信号周波数差を基に前記降下物の降下
速度に比例した信号を出力するドップラー速度検出部
５，およびドップラーゲイン検出部６と、前記各検出部
からの出力信号から降下物が雪か否かを判定する判定部
７とから構成し、ゲイン信号が一定値以上で、かつ降下
速度が設定値の範囲にある条件で降雪と判定して降雪信
号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、道路，鉄道線路などに
積雪した雪をヒータ，スプリンクラー等により溶かす自
動融雪システムなどに適用する降雪検知器に関する。
積雪した雪をヒータ，スプリンクラー等により溶かす自
動融雪システムなどに適用する降雪検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】頭記した降雪検知器として、従来より光
電式のものが知られている。この光電式の降雪検知器は
投光器から空中に向けて出射した光の透過光量，ないし
は散乱光量を受光器で受光し、投光器と受光器の間の光
路に雪などの散乱物が降下した場合とそうでない場合と
の受光量変化から降雪有無を判定し、降雪時に降雪信号
を出力するようにしたものである。
電式のものが知られている。この光電式の降雪検知器は
投光器から空中に向けて出射した光の透過光量，ないし
は散乱光量を受光器で受光し、投光器と受光器の間の光
路に雪などの散乱物が降下した場合とそうでない場合と
の受光量変化から降雪有無を判定し、降雪時に降雪信号
を出力するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した光
電式の降雪検知器は、降雪のみならず降雨，霧などの別
な気象状態でも検知器が反応するために降雪の識別が困
難である。なお、従来の降雪検知器は感度の調整で降雪
を識別するようにしているが、現実には降雪と降雨，霧
を区別することが中々困難で信頼性が低く、自動融雪シ
ステムに組み込んで使用する場合には、降雨，あるいは
霧発生の気象状態でも融雪システムが誤って稼働してし
まうといった不具合が生じる。
電式の降雪検知器は、降雪のみならず降雨，霧などの別
な気象状態でも検知器が反応するために降雪の識別が困
難である。なお、従来の降雪検知器は感度の調整で降雪
を識別するようにしているが、現実には降雪と降雨，霧
を区別することが中々困難で信頼性が低く、自動融雪シ
ステムに組み込んで使用する場合には、降雨，あるいは
霧発生の気象状態でも融雪システムが誤って稼働してし
まうといった不具合が生じる。
【０００４】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は降雪状態を降雨，霧などの別な気象
状態と区別して的確に検知できるようにした信頼性の高
い降雪検知器を提供することにある。
であり、その目的は降雪状態を降雨，霧などの別な気象
状態と区別して的確に検知できるようにした信頼性の高
い降雪検知器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の降雪検知器は、空中に向けて斜め下方に信
号波を出射する送信部と、雪などの降下物に当たって散
乱した信号波の反射波を受波する受信部と、送波と受波
の信号周波数差を検出して物体の降下速度に比例した信
号を出力するドップラー速度検出部，およびドップラー
ゲイン検出部と、前記各検出部からの出力信号を基に降
下物体が雪か否かを判定する判定部とで構成するものと
する。
に、本発明の降雪検知器は、空中に向けて斜め下方に信
号波を出射する送信部と、雪などの降下物に当たって散
乱した信号波の反射波を受波する受信部と、送波と受波
の信号周波数差を検出して物体の降下速度に比例した信
号を出力するドップラー速度検出部，およびドップラー
ゲイン検出部と、前記各検出部からの出力信号を基に降
下物体が雪か否かを判定する判定部とで構成するものと
する。
【０００６】また、前記の降雪検知器において、信号波
にはマイクロ波，あるいは超音波を使って実施すること
ができる。
にはマイクロ波，あるいは超音波を使って実施すること
ができる。
【０００７】
【作用】上記構成の降雪検知器は次記の点を基礎として
降雪状態を検知する。すなわち、雪は粒子が大きい割に
嵩密度が小さく、空中の降下速度が比較的遅い。これに
対して雨は粒子が小さく雪と比べて降下速度も速く、逆
に霧は粒子が非常に小さくて殆ど空中に浮遊している。
降雪状態を検知する。すなわち、雪は粒子が大きい割に
嵩密度が小さく、空中の降下速度が比較的遅い。これに
対して雨は粒子が小さく雪と比べて降下速度も速く、逆
に霧は粒子が非常に小さくて殆ど空中に浮遊している。
【０００８】そこで、本発明の降雪検知器では、前記し
た降雪，降雨，霧による降下速度，粒子の大きさなど違
いを基に、送信部と受信部との間でマイクロ波，あるい
は超音波を送受し、空中に散在して降下する雪，雨，霧
などの散乱物の降下速度，およびその大きさに比例した
ゲイン信号をドップラー速度検知部，ドップラーゲイン
検知部で求めるとともに、さらに判定部では前記の速度
信号，ゲイン信号から所定のアルゴリズムにしたがっ
て、降雪状態を降雨，霧、あるいは鳥，落ち葉などの一
過性物体などと区別して判定する。
た降雪，降雨，霧による降下速度，粒子の大きさなど違
いを基に、送信部と受信部との間でマイクロ波，あるい
は超音波を送受し、空中に散在して降下する雪，雨，霧
などの散乱物の降下速度，およびその大きさに比例した
ゲイン信号をドップラー速度検知部，ドップラーゲイン
検知部で求めるとともに、さらに判定部では前記の速度
信号，ゲイン信号から所定のアルゴリズムにしたがっ
て、降雪状態を降雨，霧、あるいは鳥，落ち葉などの一
過性物体などと区別して判定する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、図１はブロック回路図、図２は降雪
検知器の使用状態図、図３は図１における判定部での降
雪判定のアルゴリズムを表す図である。まず、図１にお
いて、１は送信部、２は受信部、３は信号処理部であ
り、信号処理部３は検波部４，ドップラー速度検出部
５，ドップラーゲイン検出部６，判定部７から構成され
ている。ここで、送信部１はマイクロ波，あるいは超音
波発振器を内蔵しており、空中に向けて信号波を斜め下
方に出射する。一方、受信部２は送信部１と対をなすよ
うに間隔を隔てて並置し、かつその受波面が送信部１と
同様に斜め下方に向いている。また、送信部１と受信部
２は図２で示すように支柱８などに取付けて地表から離
れた高所に配備し、信号処理部３は監視し易い低い位置
に取付けて使用する。
に説明する。なお、図１はブロック回路図、図２は降雪
検知器の使用状態図、図３は図１における判定部での降
雪判定のアルゴリズムを表す図である。まず、図１にお
いて、１は送信部、２は受信部、３は信号処理部であ
り、信号処理部３は検波部４，ドップラー速度検出部
５，ドップラーゲイン検出部６，判定部７から構成され
ている。ここで、送信部１はマイクロ波，あるいは超音
波発振器を内蔵しており、空中に向けて信号波を斜め下
方に出射する。一方、受信部２は送信部１と対をなすよ
うに間隔を隔てて並置し、かつその受波面が送信部１と
同様に斜め下方に向いている。また、送信部１と受信部
２は図２で示すように支柱８などに取付けて地表から離
れた高所に配備し、信号処理部３は監視し易い低い位置
に取付けて使用する。
【００１０】かかる構成で、送信部１からはマイクロ
波，または超音波の信号波が斜め下方に向けて空中に出
射され、信号処理部３にて降雪の有無をモニタリングし
ている。この測定状態で降雪（雪を符号９で示す）があ
ると、送信部１から出射した信号波１０は雪９の粒子に
当たって散乱し、その反射波２０が受信部２にて受波さ
れる。なお、この場合に送信部１，受信部２の指向特性
から空中には斜線で表示した領域に計測ゾーンＺが形成
され、この計測ゾーンを通過する雪などの降下物が測定
対象となる。
波，または超音波の信号波が斜め下方に向けて空中に出
射され、信号処理部３にて降雪の有無をモニタリングし
ている。この測定状態で降雪（雪を符号９で示す）があ
ると、送信部１から出射した信号波１０は雪９の粒子に
当たって散乱し、その反射波２０が受信部２にて受波さ
れる。なお、この場合に送信部１，受信部２の指向特性
から空中には斜線で表示した領域に計測ゾーンＺが形成
され、この計測ゾーンを通過する雪などの降下物が測定
対象となる。
【００１１】一方、送信部１からの送信信号１１（送信
波に対応する）と受信部２から出力する受信波の受信信
号２１とが検波部４にてミキシングされ、さらにローパ
スフィルタにより位相検波された上で、検波信号４１と
して後段のドップラー速度検出部５，およびドップラー
ゲイン検出部６に出力される。なお、この場合の検波信
号４１は図中に表したベクトルＰの方向成分に対応して
いる。また、検波信号４１を基にドップラー速度検出部
５では降下物体の降下速度ｖを演算して速度信号５１を
後段の判定部７に出力し、またドップラーゲイン検出部
６では検波信号４１の振幅に比例したゲイン信号６１を
出力する。そして、判定部７では速度信号５１とゲイン
信号６１から図３の判定アルゴリズムにしたがって降雪
の有無を判定し、降雪と判定した場合に降雪信号７１を
出力する。なお、頭記した自動融雪システムでは、降雪
検知器２から出力する降雪信号７１を受けて稼働を開始
する。
波に対応する）と受信部２から出力する受信波の受信信
号２１とが検波部４にてミキシングされ、さらにローパ
スフィルタにより位相検波された上で、検波信号４１と
して後段のドップラー速度検出部５，およびドップラー
ゲイン検出部６に出力される。なお、この場合の検波信
号４１は図中に表したベクトルＰの方向成分に対応して
いる。また、検波信号４１を基にドップラー速度検出部
５では降下物体の降下速度ｖを演算して速度信号５１を
後段の判定部７に出力し、またドップラーゲイン検出部
６では検波信号４１の振幅に比例したゲイン信号６１を
出力する。そして、判定部７では速度信号５１とゲイン
信号６１から図３の判定アルゴリズムにしたがって降雪
の有無を判定し、降雪と判定した場合に降雪信号７１を
出力する。なお、頭記した自動融雪システムでは、降雪
検知器２から出力する降雪信号７１を受けて稼働を開始
する。
【００１２】次に、判定部７で実行する降雪判定のアル
ゴリズムを図３で説明する。ステップＳ１では、ドップ
ラーゲインが一定値ＧO 以下である場合に、空中に降下
物が無いか、あるいは通常の雨，霧と判定する。なお、
降雪があっても雪９の粒子が非常に小さく，かつ微量で
あれは同様に判定する。また、ドップラーゲインが一定
値ＧO 以上である場合には、次のステップＳ２，Ｓ３で
降下物の降下速度ｖと下限設定速度ｖ1 ，上限設定速度
ｖ2 とを比較し、ｖ＜ｖ1 であれは濃霧、ｖ＞ｖ2 であ
れば豪雨と判定し、ｖ1 ＜ｖ＜ｖ2 の範囲でのみ降雪と
判定する。
ゴリズムを図３で説明する。ステップＳ１では、ドップ
ラーゲインが一定値ＧO 以下である場合に、空中に降下
物が無いか、あるいは通常の雨，霧と判定する。なお、
降雪があっても雪９の粒子が非常に小さく，かつ微量で
あれは同様に判定する。また、ドップラーゲインが一定
値ＧO 以上である場合には、次のステップＳ２，Ｓ３で
降下物の降下速度ｖと下限設定速度ｖ1 ，上限設定速度
ｖ2 とを比較し、ｖ＜ｖ1 であれは濃霧、ｖ＞ｖ2 であ
れば豪雨と判定し、ｖ1 ＜ｖ＜ｖ2 の範囲でのみ降雪と
判定する。
【００１３】すなわち、濃霧の場合には、ドップラー受
波量が大きくてドップラーゲインは一定値ＧO 以上にな
る場合があるが、降下速度は極めて小さい。また、豪雨
の場合はドップラーゲインが一定値ＧO 以上になるが、
降下速度が降雪と比べて大である。そこで、前記した速
度設定値ｖ1 ，ｖ2 を雪の降下速度に合わせて適正に設
定しておけば、降雨，霧などの気象状態と明確に区別し
て降雪状態を的確に判定することができる。また、ステ
ップＳ４では、一定周期で繰り返し行う判定動作から、
鳥，昆虫，落ち葉などのように計測ゾーンＺを横切る一
過性の通過物と、計測ゾーンＺに継続して降下する雪と
を区別し、降下物が一定時間以上継続していれば降雪と
判定する。
波量が大きくてドップラーゲインは一定値ＧO 以上にな
る場合があるが、降下速度は極めて小さい。また、豪雨
の場合はドップラーゲインが一定値ＧO 以上になるが、
降下速度が降雪と比べて大である。そこで、前記した速
度設定値ｖ1 ，ｖ2 を雪の降下速度に合わせて適正に設
定しておけば、降雨，霧などの気象状態と明確に区別し
て降雪状態を的確に判定することができる。また、ステ
ップＳ４では、一定周期で繰り返し行う判定動作から、
鳥，昆虫，落ち葉などのように計測ゾーンＺを横切る一
過性の通過物と、計測ゾーンＺに継続して降下する雪と
を区別し、降下物が一定時間以上継続していれば降雪と
判定する。
【００１４】なお、信号波はマイクロ波，あるいは超音
波のいずれでもよく、特に波長が１〜５０mm程度の信号
波を用れば、降雪により散乱した信号波の反射波を捕ら
えて受信部で検出することができる。また、送信部１，
受信部２の送波，受波面を下方に向けて設置すること
で、積雪による検知動作の障害が防げる。
波のいずれでもよく、特に波長が１〜５０mm程度の信号
波を用れば、降雪により散乱した信号波の反射波を捕ら
えて受信部で検出することができる。また、送信部１，
受信部２の送波，受波面を下方に向けて設置すること
で、積雪による検知動作の障害が防げる。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ド
ップラー効果を利用して得た降下速度，ゲインの両値か
ら降雪を判定するようにしたので、空中の降下物が雪で
あるか、あるいは雪以外の雨，霧，もしくは落ち葉など
の一過性のものであるかを的確に区別して降雪状態を正
しく検知でき、これにより従来と比べて信頼性の高い降
雪検知を提供することができる。
ップラー効果を利用して得た降下速度，ゲインの両値か
ら降雪を判定するようにしたので、空中の降下物が雪で
あるか、あるいは雪以外の雨，霧，もしくは落ち葉など
の一過性のものであるかを的確に区別して降雪状態を正
しく検知でき、これにより従来と比べて信頼性の高い降
雪検知を提供することができる。
【図１】本発明の実施例による降雪検知器のブロック回
路図
路図
【図２】本発明の実施例により降雪検知器の使用状態図
【図３】図１における判定部での降雪判定のアルゴリズ
ムを表す図
ムを表す図
１ 送信部 ２ 受信部 ４ 検波部 ５ ドップラー速度検出部 ６ ドップラーゲイン検出部 ７ 判定部 ９ 雪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 圭司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】空中に向けて斜め下方に信号波を出射する
送信部と、雪などの降下物体に当たって散乱した信号波
の反射波を受波する受信部と、送波と受波の信号周波数
差を検出して前記物体の降下速度に比例した信号を出力
するドップラー速度検出部，およびドップラーゲイン検
出部と、前記各検出部からの出力信号を基に降下物が雪
か否かを判定する判定部とから構成したことを特徴とす
る降雪検知器。 - 【請求項２】信号波がマイクロ波であることを特徴とす
る請求項１記載の降雪検知器。 - 【請求項３】信号波が超音波であることを特徴とする請
求項１記載の降雪検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968993A JPH06347564A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 降雪検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13968993A JPH06347564A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 降雪検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347564A true JPH06347564A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15251136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13968993A Pending JPH06347564A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 降雪検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347564A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974863A (en) * | 1995-10-16 | 1999-11-02 | Persson; Lars-Anders | Method and device for liquid leakage indication |
| US7058529B2 (en) * | 2003-01-10 | 2006-06-06 | Optex Co., Ltd. | Microwave sensor system |
| JP2020030175A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 株式会社システック | 水と氷を分別した降水量測定装置 |
| JP2021060266A (ja) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | 降水強度算出装置、降水強度算出プログラム及び降水強度算出方法 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP13968993A patent/JPH06347564A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5974863A (en) * | 1995-10-16 | 1999-11-02 | Persson; Lars-Anders | Method and device for liquid leakage indication |
| US7058529B2 (en) * | 2003-01-10 | 2006-06-06 | Optex Co., Ltd. | Microwave sensor system |
| JP2020030175A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 株式会社システック | 水と氷を分別した降水量測定装置 |
| JP2021060266A (ja) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | 降水強度算出装置、降水強度算出プログラム及び降水強度算出方法 |
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