JPS63154979A - 融雪用超音波積雪検知装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明（よ融雪用超音波積雪検知装置に関する。

（背景技術） この種の融雪用超音波積雪検知装置は屋根面に対して超
音波パルスを所定時間毎に送波し、その反射波の遅延時
間から所定のレベルを越える積雪の有無を検知するよう
にしている。

従来においては、上記の積雪の存在を示す検出信号が２
回連続して得られた場合に初めて出力信号を出し、ルー
フヒータをオンさせて融雪させるようにした装置がある
が、この場合、雷サージ等のノイズパルスが単発的に回
路内に入ってきても誤動作することがないという利点が
あるものの、その他の原因による誤動作が無視できない
という欠点があった。すなわち、この覆の融雪用超音波
積雪検知装置は家屋の屋根上に取り付けられるものであ
るため、鳥、突風。

木の葉、ゴミ等が検知エリア内に度々、しかも長い時間
にわたって入ることが考えられ、そのような場合には誤
動作が避けられないものであった。

このように積雪の存在を示す検出信号が２回連続して得
られた場合に初めて出力信号を出すという従来の装置で
は誤動作が有効に防止できず、そのため融雪の必要がな
いのにルーフヒータに通電が行われることがあり、電力
消費が無駄となる欠点があった。

また、従来は積雪がないことを示す検出信号が１回得ら
れた場合にいったんオンしたルーフヒータをオフさせろ
ようにしていたが、この場合、誤動作により積雪がない
ことを示す検出信号が１回出た場合にもルーフヒータが
オフしてしまい、融雪動作が中断してしまうという欠点
があった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、誤動作のない正確な積雪検知が行え
、節電と省人化を達成することのできる融雪用超音波積
雪検知装置を提供することにある。

（発明の開示） 本発明は上記の目的を達成するため、屋根面に対して超
音波パルスを所定時間毎に送波し、その反射波の遅延時
間から所定のレベルを越える積雪の有無を検知する超音
波積雪検知装置において、所定時間毎に得られろ積雪有
検出信号をｎ（ｎ≧３）回連続して検出した時に正常動
作と判断してルーフヒータをオンさせることを特徴とし
た融雪用超音波積雪検知装置を要旨としている。

すなわち、雪の降る量としてはせいぜい１０〜１５ｃｍ
／ｈｏｕｒであるため、積雪検知の応答時間は例えば１
分であっても１０分であっても問題ないことから、本発
明では３以上のｎ回連続して積雪有信号を検出したとき
にルーフヒータをオンさせ、積雪検知の精度を高めるよ
うにしている。

（実施例） 以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明の融雪用超音波積雪検知装置の一実施例
を示すブロック構成図であり、大別すると制御回路部１
００．ヘッド部２００．ルーフヒータ制園回路３００か
ら構成されている。なお、第５図は上記の融雪用超音波
積雪検知装置を家屋に取り付けた状態を示しており、４
００は屋根ＲＯＯＦに配設されたルーフヒータ、他の符
号は第１図に同一符号を付した部分に対応するものであ
る。

以下、第１図およびその各部の波形を示す第２図、第３
図のタイムチャートに沿って詳細な構成および動作につ
いて説明する。

先ず、送波周期設定回路１０１により周期Ｔの矩形状の
信号ａが発生され、この周期で超音波の送波が行われる
。また、この信号ａを利用して積雪量を検知するための
ゲート時間が設定される。なお、信号ａのパルス巾Ｔ２
は適当に設定される。

次に、送波巾設定回ｊ＠１０２により後述するヘッド部
２００の振動子２０１を駆動する超音波の送波中が設定
される。すなわち、送波周期設定回路１０１により設定
されるパルス巾Ｔ２はバラツキが大きいため、送波巾設
定論路１０２により信号すの如く正式にパルス巾Ｔ４が
設定される。

次に、基準発振回９１０３では超音波を発生する振動子
２０１の共振周波数である例えば４０ｋｉｈの発振を行
う。なお、発振するのは信号すがハイレベルである期間
であり、信号Ｃの如く周期Ｔ１で巾Ｔ４の超音波パルス
となる。

次に、電力増幅回路１０４を介してヘッド部２００の振
動子２０１に超音波パルスの信号が与えられ、共振周波
数ｆ０にて発振する。この振動子２０１はケースにおさ
められており、マイクロホンと呼ばれ、このマイクロホ
ンから超音波が発せられる。なお、第４図（イ）に示す
ように、振動子２０１゜増幅回路２０２はホーンハウジ
ング２０４内に配設されており、超音波はホーン２０３
により指向性をもって屋根面あるいは積雪面に向けて発
せられる。

そして、屋根面あるいは積雪面より反射して帰ってきた
超音波により振動子２０１が振動する。それを示したの
が、第２図の信号ｄにおけろＥである。なお、信号ｄに
おいて期間Ｔ５はいわゆる“残響”と呼ばれるものであ
り、期間Ｔ４だけ振動子２０１を駆動してもｍ城的な振
動が残る。これは、ちょうど寺の鐘をたたいてボーンと
響くのと同じである。

次に、ヘッド部２００に設けられた増幅回路２０２およ
び制御回路部１００に設けられた増幅回路１０５により
信号ｄが増幅されて信号ｅになる。なお、この実施例で
は１個の振動側２０１で“送波”と′″受波とを兼ねる
送受一体力式を採用している。

次に、検波回路１０６により高周波成分が除去されて矩
形状のイ＝号ｆとなる。第２図の信号ｆにおける期間Ｔ
６は送波に対応するものであり、期間Ｔ７は受波に対応
するものである。

次に、積雪量を判別するゲート時間の設定について説明
する。

送波周期設定回路１０１の出力信号ａはディレィ回路１
０７を介して積雪有検知ゲート設定回路１０８および積
雪無検知ゲート設定回路１０９に順次与えられ、積雪有
検知ゲート設定回路１０８からは信号ｇが、積雪無検知
ゲート設定回路１０９からは信号りが出力される。

信号ｇにおいて、その立上りまでの時間Ｔ８は送波信号
を受波信号として検出しないように送波の時間Ｔ６をＴ
ａの余裕をもたせて時間Ｔ、を設定している。また、立
下がりの時間Ｔ９は予め検出したい雪の禽さく第４図（
ロ）におけるレベルＨ）までの音波の往復時間を設定す
る。

一方、信号りにおいて、その立上りまでの時間Ｔ９は前
述したように予め設定する積雪検知レベルにより設定さ
れ、パルス巾は時間Ｔ８としている。これにより、予め
設定した積雪検知レベルまでの雪がない場合や、雪が全
くなくて屋根面からの反射信号がある場合の受波信号が
時間Ｔβ内に現われる。

第２図においては説明の便宜のため、区間Ａは予め設定
した積雪レベルに相当する積雪有検知ゲート時間内に受
波信号がある場合を示し、区間Ｂは積雪有検知ゲート時
間内には受波信号がなくて、積雪無検知ゲート時間内に
はある場合を示している。したがって、第２図の信号ｌ
；よ信号ｆａｇをＮＡＮＤゲート１１０で否定論理積し
た出力、信号ｊは信号ｆ、ｈｊｔＮＡＮＤゲート１１１
で否定論理積した出力であるから、図示のような信号波
形となる。

次に、第３図のタイムチャートに従ってその後の動作を
説明する。

リセット回路１１２の出力信号ｋにより例えば回路の電
源投入時に送波周期設定回路１０１とともに次の２つが
リセットされる。１つは２つの８進のカウンタ２１３．
１１４、もう１つは出力回路１１５である。すなわち、
制御回路部】００の出力がリセットされる。

しかして、送波周期設定回路】０１の信号ａにより設定
された周期Ｔ、で超音波が送波され（もちろん受波もさ
れる。）、これに同期して積雪検知のゲート時間が設定
されるわけであるが、更に、本発明のポイントである誤
動作防止のため、カウンタ】１３により８回連続して積
雪の存在を示す信号（積雪有検出信号）を検出した場合
（送波を８回という意味）に初めて積雪検知信号を出し
、また、いったん積雪検知信号を出したら今度はオフ信
号を出すのも８回連続して積雪が無いことを示す信号（
積雪無検出信号）を検出してから行うようにしている。

なお、ディレィ回路１０７はその８回連続検出および８
回連続不検出して初めて出力信号を変化きせる回路駆動
のタイミングパルスａ′を出力する。また、積雪有検出
（３号のカウント回数は３す上のｎ回、積雪無検出信号
のカウント回数は２以上のｍ回であればよく、上記の８
回に限られない。

第３図のタイムチャートでは区間Ａは予め設定したレベ
ル以上に積雪がある場合、区間Ｂは予め設定したレベル
までの雪がない場合を示しており、信号１は積雪有検知
ゲート時間内に受波信号がある場合に送波周期毎にロー
レベルのパルスが発生することを示し、信号ｊは積雪無
検知ゲート時間内に信号がある場合に送波周期毎にロー
レベルのパルスが発生することを示している。

そして、カウンタ１１３は積雪有検出信号を８回連続し
てカウントし、また、カウンタ１１４は積雪無検出信号
を８回連続してカウントした場合に、初めて信号ＯＮ、
　ＯＦＦを出力し、出力口′ｅｉ１１５を介してルーフ
ヒータ制御回路３００に信号を送出し、ルーフと一夕４
００のオン・オフが行われる。　　、（発明の効果） 以上のように本発明にあっては、屋根面に対して超音波
パルスを所定時間毎に送波し、その反射波の遅延時間か
ら所定のレベルを越える積雪の有無を検知する超音波積
雪検知装置において、所定時間毎に得られる積雪有検出
信号をｎ（ｎ≧３）回連続して検出した時に正常動作と
判断してルーフヒータをオンさせるようにしたので、突
風、フブキ、あられ等１気候条件、ゴミ袋、木の葉等の
異物、猫、Ａ等の動物によすｘ動作することがなく、積
雪検知が正確に行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の融雪用超音波積雪検知装置の一実施例
を示すブロック構成図、第２図および第３図はその動作
を示すタイムチャート、第４図はヘッド部の構成と積雪
検知の動作を示す図、第５図は家屋に取り付けた状態を
示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）屋根面に対して超音波パルスを所定時間毎に送波
   し、その反射波の遅延時間から所定のレベルを越える積
   雪の有無を検知する超音波積雪検知装置において、所定
   時間毎に得られる積雪有検出信号をｎ（ｎ≧３）回連続
   して検出した時に正常動作と判断してルーフヒータをオ
   ンさせることを特徴とした融雪用超音波積雪検知装置。
2. （２）所定時間毎に得られる積雪無検出信号をｍ（ｍ≧
   ２）回連続して検出した時にオンしているルーフヒータ
   をオフさせてなる特許請求の範囲第１項記載の融雪用超
   音波積雪検知装置。