JPS6179184A

JPS6179184A - 雨量測定装置

Info

Publication number: JPS6179184A
Application number: JP59202602A
Authority: JP
Inventors: Kazukiyo Takano; 和潔高野
Original assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1986-04-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、気象観測等のシステムにおいて、降雨量或は
降雪量を連続的に測定を行なう雨量測定装置に関するも
のである。

従来から、雨量等を測定する装置としては、受、水漏斗
で受けた雨雪水を計量部に受けて雨量が１ｍｍ又は０．
５ｍｍに達すると、升が転倒して水銀リレーなどを押し
てパルスを発生し、これをカウントする転倒升形が一般
的で、他に、雨水収集後、この雨水を両側に電極を持っ
た細管に流し、これをコンデンサの誘電体として使用し
、その静電容量が雨量の変化に応じて変化することを利
用してこれをＣＲ発信器のＣとして用い、その発ｉ＆間
波数の変化により雨量の変化を測定するものが提案され
ている。

例えば、実公昭５５−１３７５３号公報には、前記電極
間の静電容量が、雨量に対し直線的に変化するように構
成した雨量連続測定装置が示され、又、実公昭５５−２
５７５３号公報には、瞬間降雨強度を求めるために受水
器から導入された雨水を水滴として２本の線よりなる電
極間を落下させ、その通過時の導通状態をパルスに変え
て、コンデンサにパルス電圧を充電してこの充電電圧を
測定することにより瞬時降雨強度を求める装置が開示さ
れている。

これらの装置は、いずれも瞬間降雨強度のみを対象とし
た雨量装置に過ぎないので、測定範囲が限定され、−降
雨量（降り始めから降り終りまでの雨量）や長時間雨量
の測定は、いわゆる転倒升形などの雨量容器を併用しな
ければならない。

この転倒升形の雨量容器を使用した例として、実公昭５
９−２０７０１号公報には、受水漏斗で受けた雨水を、
下部に永久磁石を取着した転倒升で受は人れ、そして一
定量になると転倒升が転倒し始め、且つ、永久磁石が該
転倒升の回転中心の真下に位置し、間隙を設けて光ファ
イバーを固着した非磁性の固定部材の間隙の上を通過す
る瞬間に固定部材側の磁性可動片を吸引し、前記光路を
遮断もしくは開放することにより光学的パルスを発生さ
せ、このパルスを受信装置に送り、電気信号に変換し雨
量を算出する装置が開示されているが、この構成では、
前記転倒升の転倒に伴う永久磁石の回転による測定機能
に限定されるので、連続した降雨量の測定が困難となる
欠点がある。

本発明は、上述の従来の雨量装置における種々な問題点
と欠点の解消のためになされたもので、降雨Ｍ量を一定
時閏毎に重量測定することにより降雨雪量を測定すると
ともに、短期における単位時間当りの降水量を測定する
ことにより瞬間降雨雪強度を測定し、更に、単位時間当
りの降雨雪量を設定期間にわたって加算することにより
時間当りの降雨雪量、或は−降雨雪量を一度に、しかも
連続して測定できるようにした雨量測定装置を提供する
ことを目的とし、その要旨とするところは、降雨雪水を
集める受水器と、受水器の水を受けて貯留する計量容器
と、雨雪水を計量容器ごと、その重量を測定する計量部
と、計量した重量信号から降雨雪量に換算変更する手段
と、計量容器の雨雪水を排水する手段とからなる雨量測
定装置にある。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る雨量測定装置の断面説明図であ
り、該測定装置Ａを構成する外筐１の内部上方には、降
雨雪水を集める漏斗形受水器２が取付けられ、該受水器
２の下部には、受水器２下部中央口２ａから供給される
降雨雪水（降雪量は、融解して水となるので、以降は、
降雨及び降雪量を合わせて降水量という。）を受ける計
量容器３が支持腕木４に軸着され設置されている。

即ち、前記計量容器３は、二つの壁体３ｃ、３ｄの組合
わせにより略逆三角形状の二つの転倒升３ａ、３ｂとし
て形成され、且つ、縦壁となる壁体３Ｃで左右に分離さ
れるとともに、前記外筺１内の一側から内面中央方向へ
突設した支持腕木４先部に、前記壁体３ｃ、３ｄの交点
を軸点８として転倒升３ａ、３ｂが偏心状態で軸着され
てなる。又、前記転倒升３ａ、３ｂの回転中心となる軸
点８の直下には、前記壁体３ｃを延長して形成したスト
ッパー杆３ｅが設けられ、且つ、該ストッパー杆３ｅは
、支持腕木４の先部に下段した二つのストッパー４ａ、
４ｂ間に位置させるようにして、該計量容器３に収容さ
れる降水量の重量により計量容器３が回動する際の回動
量を該ストッパー４ａ、４ｂで規制するようにしている
。

そして、計量容器３の回動により排出される降水は、傾
斜方向により外筐１下部両側に設けた排水漏斗６ａ、６
ｂに各々流入され、該排水漏斗６ａ、６ｂを通して外筐
ｌ外部に排出されるようになっている。

更に、支持腕木４には、後記する制御部Ｃと、リード線
７ａにて連係された歪ゲージ５が取付けられ、前記計量
容器３に収容する降水量を検出し、その検出信号を制御
部Ｃに送信する構成となっているゆ次に、第２図として示したものは、本発明に係る雨量測
定装置の別の態様を示すものであって、該装ａＢは、前
記同様外筐１の内部上方に降雨雪水を集める漏斗形受水
器２が内嵌され、該受水器２の下部には、受水器２下部
中央口２ａから供給される降水量を受ける計量容器ｌＯ
が支持腕木４に軸着されている。

即ち、前記装置Ｂにおける計量容器ｌＯは、少なくとも
上面を広口とした船型形状の容器として形成され、その
先端下部を内方に傾斜させ船先形状とするとともに、該
傾斜下面側に位置する容器ＩＯ底面端部にはビン体１０
ａを下設し、前記外筐１内の一側から内面中央方向へ突
設した支持腕木４の先部に、船型計量容器１０が雨水を
一定量になったときに前端が下方へ回動する位置を軸点
９として支持腕木４と平行方向に軸着されてなる。又、
支持腕木４の下部には、支持腕木４と平行方向であり、
且つ、外筐ｌ内の一側に取着した電磁マグネッ）１１が
その先端にプルパー１２を連結し平行配置されている。

このプルパー１２は、その先部上面に、前記計量容器ｌ
Ｏに下設したピン体１０ａの先端を受は入れうる凹部１
２ａを有し、前記プルパー１２上部の計量容器１０内に
収容される降水量が一定量（一杯）になったとき排水す
るためのものである。

プルパー１２は電磁マグネット１１の作動に伴って、そ
の先部の凹部１２ａに計量容器１０のビン体１０ａ下端
を介挿した状態で、図中、左矢印方向に平行移動し、も
って、計量容器１０を図中、想像線で示す位置まで移動
させるとともに、容器１０内の降水を外筐ｌ下部右端に
設け、た排水漏斗６Ｃに流入させ、該排水漏斗６Ｃを通
して外筐１外部に前記降水を排出するようになっている
。計量容器を斜倒させて排水するのは、短時間に排水を
完了し、計測誤差を少なくするためである。

又、該装置Ｂの支持腕木４においても、後記する制御部
Ｃとリード線７ａに連係された歪ゲージ５が取付けられ
、前記計量容器１０に収容する降水量、即ち、計量容器
１０による雨水の重量を支持腕木４に対する歪み量とし
て検出し、その検出信号を制御部Ｃに送信するようにし
ている。

なお、前記降水を排出した後は、電磁マグネット【１の
作動によって、プルパー１２は図中、右矢印方向に移動
し、元の設置状態に復元される。

このような構成からなる雨量測定装置Ａ、Ｂに連係され
る制御部Ｃは、第３図として示したブロック図のように
、前記歪ゲージ５からの出力信号を受は入れる増幅器１
３、ＡＤコンバータ１４と、マイクロコンピュータで構
成される演算制御部１５と、記憶部１６、即ち、図中、
想像線で囲む範囲の瞬間降雨限界値記憶部１７、−降雨
限界値記憶部１８、−降雨量記憶部１９、一時間降雨量
記憶部２０、降雨データ部２１、一時記憶部２４からな
る記憶部１６と、計時部２３と、警報出力部２６、それ
に表示駆動部２５と表示部２７とで主構成される。

しかして、上述した本発明に係る雨量測定装置Ａにおい
ては、降雨雪水を外筐ｌ向上部に設けた漏斗形受水器２
に受け、その中央口２ａから該降水を支持腕木４に軸着
された計量容器３に移すとともに、その収容した降水量
が一定量以上になると該計量容器３のバランスが崩れて
、図示したように例えば右側の計量容器３ｂが右下方に
傾むき、容器３ｂ内の降水を間歇的に排水漏斗６ｂ内に
流入させ排水を行なうとともに、この傾斜角度は計量容
器３０回転中心に位置する軸点８下方のストッパー杆３
ｅが、支持腕木４に下設したストッパー４ａに当接する
ことにより一定角度内に規制される。

そして、続いて降雨雪水を受けるための別の計量容器３
ａが自動的に受水器２の中央口２ａの直下に上面開口を
位置させるように移動し、今度は計量容器３ａが受水器
２から供給される降水量により左下方に傾むき、且つ、
ストッパー４ｂにより、その回動を一定角度内に規制さ
れながら容器３ａ内の降水を排水漏斗６ａ内に流入させ
、排水を行ない、順次前記同様の動作を継続し、連続的
に降水量の計測を行なうものであるが、この計測は、前
記計量容器３ａ、３ｂに各々収容される降水量によって
計量容器３を支持する支持腕木４が歪みを生しることを
利用して、その負荷重量を支持腕木４に取付けた歪ゲー
ジ５で測定するとともに、該歪ゲージ５に接続したリー
ド線７ａにより、その出力を増幅器１３に送信し、続い
て増幅器１３に接続したＡＤ（アナログ−ディジタル）
コンバータ１４でディジタル値に変換後、演算制御部１
５に送り該演算制御部１５で、前記降水量を演算して求
めるのである。

なお、この降水量は、演算制御部１５内で計測した重量
から、１単位測定期間前の重量（これは計量容器重量と
その時点までの降水重量の和）を差引き、１単位測定期
間（１０秒間又は１０分間など）の重量を求め、この降
水重量を比重で割って容積を算出し、且つ、この容積を
受水器２の受水面積で除すことにより降水量を１単位で
算出するようにしている。

又、制御部Ｃを構成する演算制御部１５は、計時部２３
とに連係され、該計時部２３は、計時手段を内蔵すると
ともに、１０秒毎に前記演算制御部１５に人力して、前
記降水量をディジタル値で出力するＡＤコンバータ１４
の出力信号を読取りした後、この値を一時記憶部２４に
加算記憶させる。

即ち、この一時記憶は、降雨雪量を測定する１０秒前（
測定期間前）の計量容器３の重ｆｆ１（差引荷重）を予
め記憶し、降水を収容した後の重量から該計量容器３の
重量を差引き、もって、１０秒経過後における重量増加
分を降水量として一時記憶部２４に記憶させるものであ
る。

従って、一時記憶部２４に既に記憶させたデータがある
場合は、該データに加算されて新たに降水量が記憶され
ることになる。

そして、計量容器３を含む測定期間前の測定重量は、演
算制御部１５に記憶され、次の１０秒後の測定時の差引
荷重となる。

又、一時記憶部２４においては、測定開始時から１０分
経過後までの降水量を該記憶部２４て累積記憶し、１０
分経過後は、降雨データ部２１の該当時刻のアドレスに
送信し、該累積降水量を記憶させるとともに、一時記憶
部２４はリセットされて、次の１０分間の降水量を累積
して記憶するように作用する。

このように、降雨データ部２１には、瞬間降雨強度を１
０分間隔に１日分のデータ１４４個を記憶しており、図
示しない呼出手段によりプリンターや伝送回線或は無線
送信で外部に設置した測定機器に表示させる。

次に、前記以外の記憶部１６の構成を順次説明すると、
図中２０で示すのは、降雨雪開始から一時間経過後の降
水量を記憶するメモリーをもフてなる一時間降雨量記憶
部であって、１９で示す一降雨量記憶部は、降り始めか
ら降り終りまでの降水量を加算記憶するもので、この場
合の降り終りとは、無降雨時間がある設定時間、例えば
６時間又は１２時間という範囲で、継続して無降雨状態
が続いたときを降り終りとみなして、これを−降雨とす
るものである。

なお、この−降雨時間は、演算制御部１５を介してプリ
セットするようにしている。

−降雨限界値記憶部１８は、測定時における前記−降雨
量記憶部１９の値が設定値以上となると、洪水や土砂崩
等の発生が予想され、地域の人達に危険を知らせるため
警報を発生する限界値で、この限界値をメモリーに記憶
し、且つ、この信号を前記演算制御部１５に送信する。

即ち、演算制御部１５は、前述のように、１０分毎に一
時記憶部２４における降水量を一降雨量記憶部１９に累
積する度に、−降雨限界値記憶部１８の値と比較し、該
記憶部１８が、設定値以上になれば、警報出力部２６に
指示し、警報を発するようになしている。この警報は、
サイレン、又は電話、無線或は表示等の適宜の手段が採
用される。

瞬間降雨限界値記憶部１７は、前記一時間降雨量記憶部
２０の値が更新する度に一時間降雨量と比較し、一時間
当りの降水量が前記限界値をこえた場合に、−降雨限界
値記憶部１８と同様にその信号を演算制御部１５にて比
較判断し、該制御部１５を介して警報出力部２６から警
報を発するようになしている。

前記−降雨限界値及び瞬間降雨限界値は、演算制御部１
５を介して各々のメモリーにプリセットするようにして
いる。

表示部２７は、前記−降雨量記憶部１９と、一時間降雨
量記憶部２０の値を演算制御部１５の制御機能により表
示駆動部２５を駆動して表示するものである。

このように、前記雨量測定装置Ａにおいては、第１図と
して示したように、外筺１内の計量容器３に降水を収容
するとともに、該降水自体の自重によって計量容器３を
傾斜させ、且つ、降水を排水漏斗６ａもしくは６ｂを通
して外筐１外に排水させる構成であるため、排水自体は
制御部Ｃの直接的な制御、記憶作用を受けないものとな
ることから、降水重量測定に際しては、歪ゲージ５で計
測記憶可能な排水前の状態での測定を短いｌＷ１隔をも
って頻繁に行うようにして、測定誤差をなるべく小さく
するようにする必要がある。

このため、本実施例においては、例えば、その取込みを
１０秒として、測定誤差を１０秒以内に止めるようにし
ている。

一方、前記雨量測定装置Ｂは、前記装置Ａとは異なり、
制御部Ｃ，即ち演算制御部１５に連係するマグネット駆
動部２２と電磁マグネット１１がリード線７ｂを介して
連係され、そして、該装置Ｂの計量容器１ａ内に収容し
た降水は、前記支持腕木４に取付けた歪ゲージ５の検出
機能で制御部Ｃに送信し、該降水量を計測、記憶すると
ともに、該容器１０内に収容した降水重量が一定値以上
になったかどうか制御部Ｃにより容器１０内の降水収容
状態を判別し、一定量以上になると、制御部Ｃが前記マ
グネット駆動部２２に信号を送り、電磁マグネッ）１１
を駆動させ、この駆動力によりプルパー１２を引き寄せ
る。この際、容器１０下端のビン体１０ａはプルパー１
２の凹部１２ａに位置しているので、該プルパー１２に
より引かれて前記容器ｌＯ内の降水が、排水漏斗６ｃに
流入し、外筐ｌ外に排出する構成であるので、降水量の
測定に際しては、該容器ｌＯ内の降水重量を前記手段で
もって計測するとともに、該降水重量によって制御部Ｃ
に連係されたマグネット駆動部２２を介して電磁マグネ
ット１１を駆動させることになり、これらの排水動作と
制御機能が共調して行なわれるようになる。

従って、この場合の降水量の測定は、前記装置Ａにおけ
る取込みのように、短かい間隔をもって行なう必要はな
くなり、例えば、１０分毎の測定でもよくなる。

これは、前記のように、装置Ｂにおいては、計量容器ｌ
Ｏが制御部Ｃと連係された電磁マグネット１１との連動
による動作で降水の連続測定を行なうようにしているた
め、前記排水時の動作を制御部Ｃで記憶でき、装置Ａに
おけるような誤差とはならないことによる。

従って、装置Ｂにおいて、歪ゲージ５の検知手段によっ
て降水量を測定する場合、歪ゲージ５からの降水重量値
を１０分毎に増幅器１３にて接続したＡＤ二ンバータ１
４でディジタル値に変換し、演算制御部１５に人力する
とともに、演算制御部１５で計量総重量（降水を収容し
た計量容器１０の重量）から、１０分前（測定前）に記
憶させた計量容器１０の重量（差引荷重）を引いて１０
分経過後における重量増加分を降水量として計算し、同
時に、単位時間当りの瞬間降雨強度や降水量等の状況を
各々降雨データ記憶部２１、一時間降雨量記憶部２０、
−降雨量記憶部１９等に入力し、データを更新させると
ともに、以後前記装置への使用時と同様な制御機能によ
り降水量の連続測定を可能とさせるものである。

なお、装置Ｂにおける電磁マグネッ）１１は、前記のよ
うに、計量容器ｌＯ内に収容した降水重量によって駆動
を開始させるのではなく、定期的に、例えば数時閏毎に
駆動させ、排水を行なうようにしてもよい。

又、その降水量の測定は、排水毎に、前記歪ゲージ５に
より、制御部Ｃに信号を送り、演算制御部１５において
、総重量から計量容器１０、その他の差引荷重を差引き
、正確な降雨重量を求めるため、ホコリ、その他の微細
な不純物の付着による影響を取除くことができるので、
測定誤差を極めて小さくすることができる。この際、落
葉等の不純物は、計量容器１０内に金網等を設けて除去
するようにすればよい。

特に、計量容器ｌＯに対して前記不純物等の付着が激し
い場合には、演算制御部１５に予め計量容器１００重量
許容範囲を記憶させ、この値以上になると警報を発する
ようにすれば、保守管理上のメリットどなる。

このような本発明に係る雨量測定装置Ａ、Ｂにおいて、
前記計量された降水量は、最終的に表示部２７により表
示されるが、この表示機能は、演算制御部１５と表示駆
動部２５との連係により、降雨雪が出現したときに始め
て開始され、且つ、ある期間無降雨状態となれば自動的
に消灯できるようにして表示効率を高めている。

即ち、前記−降雨量記憶部１９の値が、少なくとも１ｍ
ｍ以上降水された状態になったときに表示部２６が点灯
するように制御部１５で降水量を検知し、この状態にお
いて表示駆動部２５を駆動させ、降水量を表示させるよ
うにしている。

従って、−降雨量記憶部１９に記憶される降水量によっ
て表示部の作動が開始され、又、−降雨量記憶部１９に
おいて、降水量をリセットしたときには、該表示が消灯
されることになる。

なお、無降雨時間に対する作動は、予め制御部Ｃに指示
させることにより対応でき、更に降水量が一降雨量記憶
部１９において、１１ＩＩＩ１１或はそれ以上の値にあ
ることを、予め付加したプリセット手段により検知し、
制御部１５と表示駆動部２５により表示させることも可
能である。

以上のように、本発明に係る雨量測定装置は、装置を構
成する外筐−側から、内面中央方向へ支持腕木を突設し
、該支持腕木に計量容器を偏心状態で軸着するとともに
、歪ゲージを取付けてなるものであるから、各種形状の
計量容器に収容される雨雪等の降水量を、支持腕木に取
付けた歪ゲージの検知機能と、その補助手段として設け
た制御部との連係により、一定時間間隔で精度よく連続
して測定することができるとともに、瞬間降雨強度と、
一定期間の一時間降雨量及び降り始めから降り終りまで
の降水量、即ち、−降雨量等を算出、記憶させることが
できるのである。

従って、気象観測システム等における遠隔観測等積々な
環境状態に対応して適用可能となり、且つ、その測定精
度が極めてよいので、信頼性の高い装置として活用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る雨量測定装置の実施例断面説明
図、第２図は、開割の態様を示す実施例断面説明図、第
３図は、装置の制御系統を示すブロック図である。ｌ・・・外筺、　　　　　２・・・漏斗形受水器、３．
１０・・・計量容器、　３ａ、３ｂ・・・転倒升、３ｃ
、３ｄ・・・壁体、　　　３ｅ・・・ストッパー杆、４
・・・支持腕木、　　　４ａ、４ｂ・・・ストッパー、
５・・・歪ゲージ、　　　６ａ、６ｂ、６Ｃ・・・排水
漏斗、？ａ、７ｂφ・・リード線、　８．９・・・軸点
、１０ａ・・・ビン体、　　　１１・・・電磁マグネッ
ト、１２・・・プルバー、　　　１２ａ・・・凹部、１
３・・・増幅器、　　　　　１４・・・ＡＤコンバータ
、１５・・・演算制御部、　　１６・・・記憶部、１７
・・・瞬間降雨限界値記憶部、１８・・・−降雨限界値記憶部、１９・・・−降雨量記憶部、２０・・・一時間降雨型記憶部、２１・・・降雨データ記憶部、２２・・・マグネット駆動部、　２３・・・計時部、２
４・・・一時記憶部、　　　　２５・・・表示駆動部、
２６・・・警報出力部、　　　　２７・・・表示部、Ａ
、Ｂ・・・雨量測定装置、　Ｃ・・・制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）降雨雪水を集める受水器と、受水器の水を受けて
貯留する計量容器と、雨雪水を計量容器ごと、その重量
を測定する計量部と、計量した重量信号から降雨雪量に
換算変更する手段と、計量容器の雨雪水を排水する手段
とからなることを特徴とする雨量測定装置。
（２）前記降雨雪量への換算変更手段は、計測した重量
から測定期間前の重量を減算して計測期間降雨雪重量を
求めた後、受水器面積と雨水の比重で除して降水量を求
めることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の雨量
測定装置。
（３）前記排水手段は、計測した重量信号が一定値以上
になったとき、計量容器を転倒して排水を行なうことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の雨量測定装置。
（４）前記計量容器内の雨雪水を排水した後の計量容器
荷重が指定限界値より大きくなったとき、保守警報を出
すようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の雨量測定装置。
（５）前記計量容器内の雨量水量が、一定期間において
、設定値以上になったとき、表示部を駆動させるように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の雨量
測定装置。