JPH09218033A - 積雪深測定装置 - Google Patents
積雪深測定装置Info
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- JPH09218033A JPH09218033A JP8045585A JP4558596A JPH09218033A JP H09218033 A JPH09218033 A JP H09218033A JP 8045585 A JP8045585 A JP 8045585A JP 4558596 A JP4558596 A JP 4558596A JP H09218033 A JPH09218033 A JP H09218033A
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- JP
- Japan
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- temperature
- output
- ultrasonic
- circuit
- snow
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/14—Rainfall or precipitation gauges
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無風状態の冬季夜間等においては、地表面の
方が超音波送受波器の近傍の温度が低くなる逆転現象が
生じ、また、晴天時の昼間においては地表面の方が超音
波送受波器の近傍の温度が高くなるために積雪深の測定
において測定誤差が生じる。 【解決手段】 少なくとも超音波送受波器３の近傍およ
び地表の近傍に配置した温度センサ４，５と、該温度セ
ンサよりの出力の平均値をとり、この平均値により超音
波が空気中を伝播する音速を補正する制御回路１４とを
具備した積雪深測定装置である。
方が超音波送受波器の近傍の温度が低くなる逆転現象が
生じ、また、晴天時の昼間においては地表面の方が超音
波送受波器の近傍の温度が高くなるために積雪深の測定
において測定誤差が生じる。 【解決手段】 少なくとも超音波送受波器３の近傍およ
び地表の近傍に配置した温度センサ４，５と、該温度セ
ンサよりの出力の平均値をとり、この平均値により超音
波が空気中を伝播する音速を補正する制御回路１４とを
具備した積雪深測定装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を雪面に向
けて発射し、雪面からの反射波の時間遅れから積雪量
（雪面の位置）を計測するための積雪深測定装置に関す
る。
けて発射し、雪面からの反射波の時間遅れから積雪量
（雪面の位置）を計測するための積雪深測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるこの種の超音波式積雪深測
定装置を図３と共に説明する。１は道路等の路面上に起
立した柱、２は該柱１の上端から道路中央に向かって張
り出した水平梁、３は該水平梁２の先端に取付けられた
超音波送受波器、４は前記柱１の前記超音波送受波器３
と略同一高さ位置に取付けられた温度センサである。
定装置を図３と共に説明する。１は道路等の路面上に起
立した柱、２は該柱１の上端から道路中央に向かって張
り出した水平梁、３は該水平梁２の先端に取付けられた
超音波送受波器、４は前記柱１の前記超音波送受波器３
と略同一高さ位置に取付けられた温度センサである。
【０００３】次に、前記した従来の構成に基づいて動作
を説明するに、超音波送受波器３より超音波を雪面に向
けて発射し、該雪面より反射される反射波を超音波送受
波器３により受波し、前記超音波の発射より受波までの
時間差によって積雪面の位置を測定する。また、超音波
は温度によって空気中を伝播する速度が変化するため
に、温度センサ４よりの出力によって、前記超音波の音
速を補正するものである。
を説明するに、超音波送受波器３より超音波を雪面に向
けて発射し、該雪面より反射される反射波を超音波送受
波器３により受波し、前記超音波の発射より受波までの
時間差によって積雪面の位置を測定する。また、超音波
は温度によって空気中を伝播する速度が変化するため
に、温度センサ４よりの出力によって、前記超音波の音
速を補正するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、無風状態の
夜間においては、地表面の方が超音波送受波器２の近傍
の温度より低くなる逆転現象が生じる。また、晴天時の
昼間においては地表面の方が超音波送受波器２の近傍の
温度より高くなる。
夜間においては、地表面の方が超音波送受波器２の近傍
の温度より低くなる逆転現象が生じる。また、晴天時の
昼間においては地表面の方が超音波送受波器２の近傍の
温度より高くなる。
【０００５】そのため、雪面が低く（超音波の伝播距離
が長い）、上下の空気の温度差が大きい場合には、計測
誤差が生じる。すなわち、無風状態における夜間におい
て、超音波送受波器２の近傍温度Ｔ1 ＝２°Ｃ、地表の
近傍温度Ｔ2 ＝０°Ｃの場合についての誤差について説
明する。
が長い）、上下の空気の温度差が大きい場合には、計測
誤差が生じる。すなわち、無風状態における夜間におい
て、超音波送受波器２の近傍温度Ｔ1 ＝２°Ｃ、地表の
近傍温度Ｔ2 ＝０°Ｃの場合についての誤差について説
明する。
【０００６】ここで、音速Ｖ＝３３１．４５＋０．６０
７Ｔ（但し、Ｔ：°Ｃ）、超音波送受波器の位置Ｈ＝６
５００mm、積雪深は０とする。 積雪深Ｘ：Ｈ＝（３３１．４５＋０．６０７×２）：
〔３３１．４５＋ ０．６０７×（２＋０）／２〕 Ｘ＝３３２．６６４×６．５００／３３２．０５７＝
６．５１２ｍとなり１２mmの計測誤差が生じるという問
題があった。なお、実際の計測においては、±２cm以上
の誤差を生じる場合があるため、最大誤差は４cm以上に
もなる。
７Ｔ（但し、Ｔ：°Ｃ）、超音波送受波器の位置Ｈ＝６
５００mm、積雪深は０とする。 積雪深Ｘ：Ｈ＝（３３１．４５＋０．６０７×２）：
〔３３１．４５＋ ０．６０７×（２＋０）／２〕 Ｘ＝３３２．６６４×６．５００／３３２．０５７＝
６．５１２ｍとなり１２mmの計測誤差が生じるという問
題があった。なお、実際の計測においては、±２cm以上
の誤差を生じる場合があるため、最大誤差は４cm以上に
もなる。
【０００７】本発明は前記した問題点を解決せんとする
もので、その目的とするところは、温度センサを少なく
とも超音波送受波器の近傍と地表近傍に配置し、この２
つの温度センサの平均値によって超音波の空気中を伝播
する音速を補正するようにしたもので、積雪を正確に測
定することができる積雪深測定装置を提供せんとするに
ある。
もので、その目的とするところは、温度センサを少なく
とも超音波送受波器の近傍と地表近傍に配置し、この２
つの温度センサの平均値によって超音波の空気中を伝播
する音速を補正するようにしたもので、積雪を正確に測
定することができる積雪深測定装置を提供せんとするに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の積雪深測定装置
は前記した目的を達成せんとするもので、その手段は、
少なくとも超音波送受波器の近傍および地表の近傍に配
置した温度センサと、該温度センサよりの出力の平均値
をとり、この平均値により超音波が空気中を伝播する音
速を補正する制御回路とを具備したものである。
は前記した目的を達成せんとするもので、その手段は、
少なくとも超音波送受波器の近傍および地表の近傍に配
置した温度センサと、該温度センサよりの出力の平均値
をとり、この平均値により超音波が空気中を伝播する音
速を補正する制御回路とを具備したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積雪深測定装
置の実施の一形態を図１、図２と共に説明する。なお、
前記した従来例と同一符号は同一部材を示し説明は省略
する。図２において、５は柱１の高さ約１．５メートル
の位置に取付けられ、該高さ位置の温度を計測する温度
センサである。
置の実施の一形態を図１、図２と共に説明する。なお、
前記した従来例と同一符号は同一部材を示し説明は省略
する。図２において、５は柱１の高さ約１．５メートル
の位置に取付けられ、該高さ位置の温度を計測する温度
センサである。
【００１０】次に、前記温度センサ４，５からの出力に
より超音波の空気中を伝播する音速の補正を行うための
回路を図１のブロック図と共に説明する。６，７は前記
温度センサ４，５（例えば、サーミスタ）の抵抗値を電
圧に変換する温度変換器、８，９は該温度変換器６，７
よりのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換
器、１０は該ＡＤ変換器８，９よりのデジタル信号ａ，
ｂを平均化〔ａ＋ｂ／２〕する平均化回路、１１は該平
均化回路よりの出力に対応した音速の演算を行う音速演
算器である。
より超音波の空気中を伝播する音速の補正を行うための
回路を図１のブロック図と共に説明する。６，７は前記
温度センサ４，５（例えば、サーミスタ）の抵抗値を電
圧に変換する温度変換器、８，９は該温度変換器６，７
よりのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換
器、１０は該ＡＤ変換器８，９よりのデジタル信号ａ，
ｂを平均化〔ａ＋ｂ／２〕する平均化回路、１１は該平
均化回路よりの出力に対応した音速の演算を行う音速演
算器である。
【００１１】１２は前記超音波送受波器３における送波
を制御するための送波系にして、超音波（例えば、４０
ＫHz）を発振する発振回路１２ａ、該発振回路１２ａよ
りの信号からトーンバースト波を発生するバースト波発
生器１２ｂおよび該バースト波発生器１２ｂよりの出力
を増幅して前記送受波器に出力する送波増幅回路１２ｃ
とより構成されている。
を制御するための送波系にして、超音波（例えば、４０
ＫHz）を発振する発振回路１２ａ、該発振回路１２ａよ
りの信号からトーンバースト波を発生するバースト波発
生器１２ｂおよび該バースト波発生器１２ｂよりの出力
を増幅して前記送受波器に出力する送波増幅回路１２ｃ
とより構成されている。
【００１２】１３は前記超音波送受波器３における受波
信号を処理する受波系にして、送受波器よりの出力を増
幅する受波増幅回路１３ａ、該受波増幅回路１３ａより
のアナログ出力をデジタル出力に変換するＡＤ変換器１
３ｂとより構成されている。１４は超音波送受波器３か
らの超音波の発射タイミングを制御すると共に前記受波
系１３よりの出力から積雪深を演算する制御回路であ
る。
信号を処理する受波系にして、送受波器よりの出力を増
幅する受波増幅回路１３ａ、該受波増幅回路１３ａより
のアナログ出力をデジタル出力に変換するＡＤ変換器１
３ｂとより構成されている。１４は超音波送受波器３か
らの超音波の発射タイミングを制御すると共に前記受波
系１３よりの出力から積雪深を演算する制御回路であ
る。
【００１３】次に、前記した構成に基づいて動作を説明
するに、２つの温度センサ４，５よりの温度出力を温度
変換器６，７によって電圧に変換し、この出力をＡＤ変
換器８，９によってデジタル信号に変化する。そして、
このデジタル信号から２つの温度の平均値を平均化回路
１０によって得る。
するに、２つの温度センサ４，５よりの温度出力を温度
変換器６，７によって電圧に変換し、この出力をＡＤ変
換器８，９によってデジタル信号に変化する。そして、
このデジタル信号から２つの温度の平均値を平均化回路
１０によって得る。
【００１４】この平均値から音速演算器１１を介して平
均温度に対する超音波が空気中を伝播する速度を算出
し、この音速に対応する出力が制御回路１４に入力され
る。一方、超音波送受波器３からの出力は受波増幅回路
１３ａによって増幅器された後、ＡＤ変換器１３ｂでデ
ジタル信号に変換され制御回路１４に入力される。
均温度に対する超音波が空気中を伝播する速度を算出
し、この音速に対応する出力が制御回路１４に入力され
る。一方、超音波送受波器３からの出力は受波増幅回路
１３ａによって増幅器された後、ＡＤ変換器１３ｂでデ
ジタル信号に変換され制御回路１４に入力される。
【００１５】従って、制御回路１４は受波系１３よりの
出力を音速演算器１１で演算した結果に基づいて演算を
行い、夜間、昼間における高い位置および低い位置の温
度差に影響されない補正した出力が得られ、正確なる雪
面の位置、すなわち、積雪深を得ることができるもので
ある。
出力を音速演算器１１で演算した結果に基づいて演算を
行い、夜間、昼間における高い位置および低い位置の温
度差に影響されない補正した出力が得られ、正確なる雪
面の位置、すなわち、積雪深を得ることができるもので
ある。
【００１６】なお、雪が深くなり温度センサ５が埋没し
た場合には、温度センサ４のみによって計測を行うが、
この場合、雪面と温度センサ４との間隔は短くなってい
るので、測定誤差が大きくなることはない。また、温度
センサ５が埋没したか否かは前記した積雪深の値から判
断できる。
た場合には、温度センサ４のみによって計測を行うが、
この場合、雪面と温度センサ４との間隔は短くなってい
るので、測定誤差が大きくなることはない。また、温度
センサ５が埋没したか否かは前記した積雪深の値から判
断できる。
【００１７】さらに、前記した実施の形態にあっては、
温度センサを超音波送受波器の近傍と地表の近傍の２か
所に設置し平均温度を検出するものについて説明した
が、温度センサを上下方向に増加することにより、より
平均温度は正確なものとなり、より正確な積雪深を得る
ことができる。
温度センサを超音波送受波器の近傍と地表の近傍の２か
所に設置し平均温度を検出するものについて説明した
が、温度センサを上下方向に増加することにより、より
平均温度は正確なものとなり、より正確な積雪深を得る
ことができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は前記したように、温度センサを
少なくとも超音波送受波器の近傍と地表近傍に配置し、
この２つの温度センサの平均値によって超音波の空気中
を伝播する音速を補正するようにしたので、夜間と昼間
時における前記２つの位置での温度変化が大きく異なっ
ていても、積雪深を正確に測定することができる等の効
果を有するものである。
少なくとも超音波送受波器の近傍と地表近傍に配置し、
この２つの温度センサの平均値によって超音波の空気中
を伝播する音速を補正するようにしたので、夜間と昼間
時における前記２つの位置での温度変化が大きく異なっ
ていても、積雪深を正確に測定することができる等の効
果を有するものである。
【図１】本発明に係る積雪深測定装置の回路ブロック図
である。
である。
【図２】温度センサの取付位置を示す正面図である。
【図３】従来の温度センサの取付位置を示す正面図であ
る。
る。
３ 超音波送受波器 ４，５ 温度センサ １４ 制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年２月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】ところで、無風状態の冬季夜間等において
は、地表面の方が超音波送受波器２の近傍の温度より低
くなる逆転現象が生じる。また、晴天時の昼間において
は地表面の方が超音波送受波器２の近傍の温度より高く
なる。
は、地表面の方が超音波送受波器２の近傍の温度より低
くなる逆転現象が生じる。また、晴天時の昼間において
は地表面の方が超音波送受波器２の近傍の温度より高く
なる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】ここで、音速Ｖ＝３３１．４５＋０．６０
７Ｔ（但し、Ｔ：゜Ｃ）、超音波送受波器の位置Ｈ＝６
５００ｍｍ、積雪深は０とする。計測値 Ｘ：Ｈ＝（３３１．４５＋０．６０７×２）：
〔３３１．４５＋ ０．６０７×（２＋０）／２〕 Ｘ＝３３２．６６４×６．５００／３３２．０５７＝
６．５１２ｍとなり１２ｍｍの計測誤差が生じるという
問題があった。なお、実際の計測においては、±２ｃｍ
以上の誤差を生じる場合があるため、最大誤差は４ｃｍ
以上にもなる。
７Ｔ（但し、Ｔ：゜Ｃ）、超音波送受波器の位置Ｈ＝６
５００ｍｍ、積雪深は０とする。計測値 Ｘ：Ｈ＝（３３１．４５＋０．６０７×２）：
〔３３１．４５＋ ０．６０７×（２＋０）／２〕 Ｘ＝３３２．６６４×６．５００／３３２．０５７＝
６．５１２ｍとなり１２ｍｍの計測誤差が生じるという
問題があった。なお、実際の計測においては、±２ｃｍ
以上の誤差を生じる場合があるため、最大誤差は４ｃｍ
以上にもなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】次に、前記温度センサ４，５からの出力に
より超音波の空気中を伝播する音速の補正を行うための
回路を図１のブロック図と共に説明する。６，７は前記
温度センサ４，５（例えば、サーミスタ）の抵抗値を電
圧に変換する温度変換器、８，９は該温度変換器６，７
よりのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換
器、１０は該ＡＤ変換器８，９よりのデジタル信号ａ，
ｂを平均化〔（ａ＋ｂ）／２〕する平均化回路、１１は
該平均化回路よりの出力に対応した音速の演算を行う音
速演算器である。
より超音波の空気中を伝播する音速の補正を行うための
回路を図１のブロック図と共に説明する。６，７は前記
温度センサ４，５（例えば、サーミスタ）の抵抗値を電
圧に変換する温度変換器、８，９は該温度変換器６，７
よりのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換
器、１０は該ＡＤ変換器８，９よりのデジタル信号ａ，
ｂを平均化〔（ａ＋ｂ）／２〕する平均化回路、１１は
該平均化回路よりの出力に対応した音速の演算を行う音
速演算器である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】この平均値から音速演算器１１を介して平
均温度に対する超音波が空気中を伝播する速度を算出
し、この音速に対応する出力が制御回路１４に入力され
る。一方、超音波送受波器３からの出力は受波増幅回路
１３ａによって増幅された後、ＡＤ変換器１３ｂでデジ
タル信号に変換され制御回路１４に入力される。
均温度に対する超音波が空気中を伝播する速度を算出
し、この音速に対応する出力が制御回路１４に入力され
る。一方、超音波送受波器３からの出力は受波増幅回路
１３ａによって増幅された後、ＡＤ変換器１３ｂでデジ
タル信号に変換され制御回路１４に入力される。
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波を雪面に発射し、雪面からの反射
波の伝播時間から雪面の位置を計測する積雪深測定装置
において、 少なくとも超音波送受波器の近傍および地表の近傍に配
置した温度センサと、該温度センサよりの出力の平均値
をとり、この平均値により超音波が空気中を伝播する音
速を補正する制御回路とを具備したことを特徴とする積
雪深測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8045585A JPH09218033A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積雪深測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8045585A JPH09218033A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積雪深測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09218033A true JPH09218033A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12723433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8045585A Pending JPH09218033A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積雪深測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09218033A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11211846A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-06 | Yokogawa Electric Corp | 積雪深計 |
| US7942819B2 (en) | 2005-03-17 | 2011-05-17 | Furuno Electric Company, Limited | Ultrasonic bone evaluation apparatus |
| EP2813870A1 (en) | 2013-06-11 | 2014-12-17 | Ceská Zemedelská Univerzita V Praze | Device for measuring of the time course of snow height, air temperature and temperature profile of snow layer |
| CN106932779A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-07 | 吉林大学 | 便携式手持超声波雪深测量装置及测量方法 |
| KR101982242B1 (ko) * | 2018-11-23 | 2019-05-24 | 주식회사 한성전자산업 | 듀얼 초음파 센서를 이용한 적설량 측정 시스템. |
| CN112945154A (zh) * | 2021-01-31 | 2021-06-11 | 吉林大学 | 基于归一化互相关时延测量的超声波雪深测量装置及方法 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP8045585A patent/JPH09218033A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11211846A (ja) * | 1998-01-22 | 1999-08-06 | Yokogawa Electric Corp | 積雪深計 |
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| KR101982242B1 (ko) * | 2018-11-23 | 2019-05-24 | 주식회사 한성전자산업 | 듀얼 초음파 센서를 이용한 적설량 측정 시스템. |
| CN112945154A (zh) * | 2021-01-31 | 2021-06-11 | 吉林大学 | 基于归一化互相关时延测量的超声波雪深测量装置及方法 |
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