JPH0643587U - 霧の濃度の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 霧の濃度を自動的に、速やかに且つ正確に測
定できる霧の濃度の測定装置を提供する。 【構成】 霧４に平行光線３を照射する光源部２と、上
記霧４により変化する散乱光７の強さを検出する検出手
段８と、この検出手段８から出力される検出信号１３に
基づいて演算する演算手段１５と、この演算手段１５か
らの出力信号２９に基づいて上記霧４の濃度を表示する
表示装置３０とを備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、濃霧警報などの情報を流すために霧の濃度を自動的に測定する測定 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

濃い霧が発生した時には、この霧の情報を濃霧警報として流して自動車、鉄道 、船舶、航空機などの交通の安全を図っている。この濃霧警報は、高速道路を高 速で走行する自動車などにとっては特に重要な情報であり、また各種土木工事現 場やビルディング等にとっても重要な情報である。

【０００３】 かかる濃霧警報は、従来は人間の目視による観測に基づいて発せられている。 即ち、人間が昼夜を問わず常に霧の発生の有無を観察することにより濃霧に関す る情報を収集していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のように人間の目視により霧の濃度を観測する場合には、 観測者によってその判断に差異が生じるという課題があった。また、昼夜を問わ ず常に１人以上の観測者を配置しなければならず、観測作業が煩雑であった。

【０００５】 本考案は、かかる課題を解決するためになされたもので、霧の濃度を自動的に 、速やかに且つ正確に測定できる霧の濃度の測定装置を提供することを目的とす る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る霧の濃度の測定装置は、霧に光を照射する光源部と、上記霧によ り変化する光の強さを検出する検出手段と、この検出手段から出力される検出信 号に基づいて演算する演算手段と、この演算手段からの出力信号に基づいて上記 霧の濃度を表示する表示装置とを備えたものである。

【０００７】 又、基準信号発生手段により生成された基準信号を上記演算手段に出力し、該 演算手段はこの基準信号に基づいて上記検出信号の補正を行う手段を備える。

【作用】

本考案においては、光源部から出射された光が霧に照射されると、この光は霧 によって散乱現象を起こす。この散乱現象によって一部の光はその進行方向を変 え、残りの光がそのまま直進して霧を通過する。従って、上記散乱現象により生 じた散乱光または通過光の光の強さを検出手段により検出することにより、霧の 濃度が測定できる。そして、上記検出手段から出力される検出信号に基づいて霧 の濃度を演算し、この結果を表示装置により表示する。

【０００８】 なお、基準信号発生手段を設けて基準信号を生成し、この基準信号に基づいて 上記検出信号の補正を行えば、霧の濃度をさらに正確に演算することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案に係る霧の濃度の測定装置の一実施例を説明する。

【００１０】 濃霧の状況を検出することは一見簡単そうに見えるが、具体的な手段は以外と 困難である。そこで本考案者は、我々が日常生活において経験する自然現象をヒ ントにして本考案を完成させた。すなわち、霧の中に電球を置いた場合、霧が濃 くなるほど電球の光がうすぼんやりしたり、また電球の周囲にうすぼんやりとし た環ができることがある。すなわち我々は、霧が濃ければ濃いほど電球がうすぼ んやりしたり、電球の周囲の環が広がることを経験している。この霧の濃度を検 出する方法にはいくつか考えられるが、代表的なものとしていわゆる直接法と間 接法とが考えられる。直接法は霧を通過した光を直接検出する方法であり、間接 法は霧により散乱した散乱光を検出する方法である。ＳＮ比を高くするためには この間接法の方が直接法より適している。

【００１１】 以下、本考案にかかる霧の濃度の測定装置の一実施例を図１乃至図５に基づい て説明する。図１乃至図３は間接法の場合を、図４及び図５は直接法の場合をそ れぞれ示している。

【００１２】 図１及び図２は、それぞれ第１実施例及び第２実施例にかかる霧の濃度の測定 装置を示す全体構成図、図３は両実施例における霧の濃度と出力との関係を示す グラフである。

【００１３】 図１に示すように、霧の濃度の測定装置１は、光源部２から光としての平行光 線３を出射して、この平行光線３を霧４に照射している。光源部２は、電球また は発光ダイオードなどの光源５と、この光源５から出射された光を平行光線３に するレンズ系６とを備えている。霧４が発生した空気中に照射された平行光線３ は、霧４により散乱現象を起こす。こうして霧４により変化する光としての散乱 光７の強さを検出手段８により検出している。

【００１４】 この検出手段８は、光源部２からの平行光線３を直接受光しないように、平行 光線３と直交するような位置に配置されている。検出手段８は、散乱光７を受光 するレンズ系１１と、このレンズ系１１により集光された散乱光７の強さに応じ た電気信号を生成するフォトダイオードなどの受光素子１２と、この受光素子１ ２で生成された電気信号を増幅して検出信号１３として出力する増幅器１４とを 備えている。

【００１５】 検出信号１３は演算手段１５に出力されてここで演算される。この演算手段１ ５には、基準信号発生手段１６により生成された基準信号１７が出力され、演算 手段１５はこの基準信号１７に基づいて検出信号１３の補正例えば絶対値補正を 常に行う。

【００１６】 基準信号発生手段１６は、霧４の代わりに白色の基準反射板２１を置いて、こ の基準反射板２１を霧４に見立てて補正するためのものである。すなわち、電球 ２２により出射されレンズ２３により平行光となった光２４を基準反射板２１に 照射し、この基準反射板２１により反射された反射光２５をレンズ２６により集 光してこれを受光素子２７により検出している。そして、受光素子２７で発生し た電気信号は増幅器２８により増幅されたのち上記基準信号１７として出力され る。

【００１７】 演算手段１５から出力される出力信号２９に基づいて、表示装置３０は霧４の 濃度を表示するとともにその濃度が所定値を越えた場合には警報信号を発するよ うになっている。尚、出力信号２９は、通信回線によりセンターの観測所に接続 され、センターで表示装置３０により霧４の濃度を観測することもできるように なっている。

【００１８】 次に動作について説明する。まず、光源５及び電球２２をＯＮして平行光線３ 及び光２４を出射させる。この状態で霧４が大気中に発生していない時は、平行 光線３は霧４により散乱することはなく、したがって散乱光７は存在しないので 受光素子１２の出力は０である（図３参照）。次に、霧４が大気中に発生してく ると、霧４の粒子により、平行光線３は散乱を開始し散乱光７が生成してくる。 霧４の濃度に比例して散乱光７の強度も増減する。従って、図３に示すように霧 ４の濃度が濃くなれば受光素子１２の出力も大きくなり、この出力が増幅器１４ により増幅されて検出信号１３として演算手段１５に出力される。

【００１９】 一方、基準信号発生手段１６における反射光２５は霧の影響を受けず常に一定 の強度で受光素子２７により検出される。そして受光素子２７からの出力は増幅 器２８を介して常に一定の基準信号１７として演算手段１５に出力される。演算 手段１５はこの基準信号１７と上記検出信号１３とに基づいて演算を行い表示装 置３０に出力信号２９を出力する。これにより、表示装置３０は霧４の濃度を自 動的に、速やかに且つ正確に表示することとなる。

【００２０】 上述のように、霧４の濃度が濃くなればなるほど散乱光７の量は増加するので 、受光素子１２の出力も増加する。ところが、図３に示すように、霧４の濃度が 所定値Ｂ以上に濃くなるとこの比例関係は成立せず複雑化する。即ち、この場合 には、光源部２から出射された平行光線３が霧４により広く散乱し、そのため平 行光線３の到達距離が極めて短くなりそのためレンズ系１１に入射する散乱光７ の強度も逆に減衰することとなる。

【００２１】 なお本実施例においては、散乱光７を検出しているので、検出手段８のレンズ 系１１を、光源部２のレンズ系６に近づけて配置することができる。これにより 、両レンズ系６，１１の間の距離Ｌを小さくすることができ、測定装置１をコン パクトにすることができる。

【００２２】 図２は本考案の第２実施例に係る霧の濃度の測定装置１ａを示す図で、検出手 段８ａの構成以外は上記第１実施例と同様である。本実施例にかかる検出手段８ ａは、平行光線３と略平行な散乱光７を検出している。平行光線３を挟んで一対 のレンズ系１１ａを配設し、各レンズ系１１ａにより集光された散乱光７を受光 素子１２ａでそれぞれ検出し、各受光素子１２ａの電気信号を増幅器１４ａでそ れぞれ増幅したのち検出信号１３として演算手段１５に出力している。このよう に本実施例では散乱光７を二か所で検出しているので、場所によって霧４の濃度 の濃淡があった場合でも検出洩れが生じにくくなる。なお本実施例ではレンズ系 １１ａ、受光素子１２ａ、増幅器１４ａからなる検出部を二か所設けた場合を示 したが三か所以上設ければさらに測定精度が向上する。

【００２３】 図４は、第３実施例を示す図で、直接法を用いた霧の濃度の測定装置１ｂを示 している。なお、上記第１実施例と同一又は相当部分には同一符号を付してその 説明を省略する。この直接法は、光源部２から出射された平行光線３が霧４を通 過する際に、この霧４の濃度によって次第に光の強さを弱めていく様子を検出手 段８ｂにより直接検出する方法である。すなわち、霧４に照射された平行光線３ の通過光３ａをレンズ系１１で受けて集光し、変化する光としての通過光３ａの 強さを受光素子１２により検出している。

【００２４】 従って、霧４が発生していない時は、光源部２から出射された平行光線３は散 乱することなく直接レンズ系１１に入射する。この時の受光素子１２の出力は、 図５に示すように最大となる。次に、霧４が発生してくると、平行光線３は霧４ により散乱するのでその通過光３ａは減衰する。霧４の濃度が濃くなればなるほ ど通過光３ａの強さは低下し図５に示すように受光素子１２の出力も低下する。 これにより、霧４の濃度に応じた電気信号が受光素子１２により出力され、これ は増幅器１４で増幅されたのち検出信号１３として演算手段１５に出力される。 演算手段１５はこの検出信号１３に基づいて演算したのち出力信号２９を表示装 置３０に出力し、表示装置３０は霧４の濃度を表示する。

【００２５】 なお、本実施例においては、光源部２から出射される光３，３ａを直接検出し ているので、両レンズ系６，１１間で平行光線３を霧４により減衰させるには両 レンズ系６，１１を互いにある程度離して配置する必要がある。したがって、本 実施例における両レンズ６，１１の間の距離Ｌｂは、上記第１実施例での距離Ｌ より大きくなる。

【００２６】 また、図示する本実施例にかかる測定装置１ｂは基準信号発生手段を備えてい ないが、図１及び図２に示す基準信号発生手段１６を設ければ更に測定精度が向 上する。

【００２７】 上記第１・第２実施例のような間接法を用いた場合には、霧が濃い時は感度が 悪くなると予想されるが、僅かな濃度の霧に対して感度が極めて高くなるという 長所を有している。これは、間接法は散乱光のみを検出しているので、僅かな強 度の散乱光を高感度で増幅できるからである。

【００２８】 これに対して上記第３実施例で用いた直接法では、霧の濃度が僅かな場合には 光源部２からの光が直接検出手段８ｂに入射するため、測定の感度を上げること が困難であるが、霧４の濃度が濃い時には、僅かな通過光３ａを検出して高感度 で増幅できるという特徴を有している。

【００２９】 このように本考案は、霧の濃度を自動的に測定できるので、測定困難な夜間や 気象条件が悪い時でも、観測者を常時配置する必要がなくなる。

【００３０】 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

【００３１】

【考案の効果】

本考案にかかる霧の濃度の測定装置は上記のように構成したので、霧により変 化する光の強さを検出手段により常に検出することができ、自動的に、速やかに 且つ正確に霧の濃度を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる霧の濃度の測定装置の第１実施
例を示す全体構成図である。

【図２】本考案の第２実施例にかかる霧の濃度の測定装
置の全体構成図である。

【図３】第１・第２実施例の場合の霧の濃度と受光素子
の出力との関係を示すグラフである。

【図４】本考案の第３実施例にかかる霧の濃度の測定装
置の全体構成図である。

【図５】第３実施例における霧の濃度と受光素子の出力
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 光源部 ３ 平行光線（光） ３ａ 通過光（変化する光） ４ 霧 ７ 散乱光（変化する光） ８，８ａ，８ｂ 検出手段 １３ 検出信号 １５ 演算手段 １６ 基準信号発生手段 １７ 基準信号 ２９ 出力信号 ３０ 表示装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 霧に光を照射する光源部と、 上記霧により変化する光の強さを検出する検出手段と、 この検出手段から出力される検出信号に基づいて演算す
   る演算手段と、 この演算手段からの出力信号に基づいて上記霧の濃度を
   表示する表示装置とを備えたことを特徴とする霧の濃度
   の測定装置。
2. 【請求項２】 基準信号発生手段により生成された基準
   信号を上記演算手段に出力し、該演算手段はこの基準信
   号に基づいて上記検出信号の補正を行うことを特徴とす
   る請求項１記載の霧の濃度の測定装置。