JPS648796B2 - - Google Patents

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JPS648796B2
JPS648796B2 JP56062770A JP6277081A JPS648796B2 JP S648796 B2 JPS648796 B2 JP S648796B2 JP 56062770 A JP56062770 A JP 56062770A JP 6277081 A JP6277081 A JP 6277081A JP S648796 B2 JPS648796 B2 JP S648796B2
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JP
Japan
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light
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Expired
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JP56062770A
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English (en)
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JPS57175975A (en
Inventor
Tsunehiko Araki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP56062770A priority Critical patent/JPS57175975A/ja
Publication of JPS57175975A publication Critical patent/JPS57175975A/ja
Publication of JPS648796B2 publication Critical patent/JPS648796B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、雨の検出装置に関し、もつと詳しく
は、雨が降つている状態および降雨量を検出する
雨の検出装置に関する。
先行技術は、電気絶縁性基板上に一対のくし状
に形成された電極が僅かな間隔を隔てて形成され
ている。雨がこれらの電極間に降ると、両電極間
の電気抵抗値が変化し、雨が降つたことが検出さ
れる。このような先行技術では、雨の降り始めの
みしか検出できず、雨が止んだことは検出されな
い。また雨の検出のみが可能であつて、どの程度
の強さすなわち降雨量で雨が降つているかを検出
することができない。さらにまた、電極表面上に
ほこりなどが付着して堆積すると、誤動作を生じ
ることがある。
本発明の目的は、雨の降つている状態を正確に
検出することができる雨の検出装置を提供するこ
とである。
他の先行技術は、上方に開口した容器内に予め
定めた量の雨が入ると、その容器が傾いて溜つて
いる雨が排出され、その後、容器がもとの姿勢に
戻るように構成されている。このような先行技術
では、微小な雨量を高精度で測定することができ
ず、また機械的な可動部分があるので信頼性の観
点から劣り、しかも装置が大形化する。
本発明の他の目的は、微小な降雨量をも高精度
で測定し、かつその信頼性が高く小形化すること
が可能な雨の検出装置を提供することである。
本発明は、雨滴7が通過する予め定める光放射
空間に光を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
出力のパルス波高値eiを、予め定める複数nの各
検出範囲毎に検出するパルス波高分析回路151
〜15nと、 前記パルス波高分析回路151〜15nの出力
を受信し、前記各検出範囲毎のパルス数niを計数
する計数回路161〜16nと、 パルス波高分析回路151〜15nおよび計数
回路161〜16nの出力に応答して、降雨量
H1、 H1=Aoi=j (ei3/2・ni) (ただしAは定数) を演算する手段171〜17n,18,19とを
含むことを特徴とする雨の降雨量検出装置であ
る。
また本発明は、雨滴7が通過する予め定める光
放射空間に光を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
出力のパルス波高値eiを、予め定める複数nの各
検出範囲毎に検出するパルス波高分析回路151
〜15nと、 パルス波高分析回路151〜15nの出力を受
信し、前記各検出範囲毎の予め定める時間Δtに
おけるパルス数を計数し、ni/Δtを演算する係
数率回路と、 パルス波高分析回路151〜15nおよび係数
率回路の出力に応答して、単位時間あたりの降雨
量H2、 H2=Aoi=j (ei3/2・ni/Δt) (ただしAは定数) を演算する手段とを含むことを特徴とする雨の降
雨量検出装置である。
また本発明は、雨滴7が通過する予め定める光
放射空間に光を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
出力のパルス波高値eを3/2乗する関数発生回路
21と、 関数発生回路21の出力を積分する積分回路2
2と含むことを特徴とする雨の降雨量検出装置で
ある。
第1図は、本発明の一実施例の縦断面図であ
り、第2図は第1図の切断面線−から見た水
平断面図である。遮光性の材料から成る筒体1に
は、その筒体1内に光を発射する発光ダイオード
または白熱ランプなどの発光素子2が取り付けら
れている。またこの筒体1には、その発光素子2
からの直接光を受光しないようにかつ直接光が雨
滴7に当たつて散乱した光を受光するように、受
光面が筒体1の内方に臨むフオトダイオードやフ
オトトランジスタなどの受光素子3が取り付けら
れている。雨滴7が検出されることができる検出
空間4は、発光素子2の光放射空間と受光素子3
の見張り空間とが重なる部分である。筒体1は直
円筒状であり、その軸線は鉛直方向に一致し、発
光素子2と受光素子3は、その筒体1の周方向に
ずれている。発光素子2および受光素子3には、
筒状の遮光体5,6が設けられており、この遮光
体5,6は検出空間4を規定するとともに、発光
素子2および受光素子3への雨滴の付着や〓りの
堆積などを防ぐ。この筒体1は屋外に設けられて
おり、降雨時には雨滴7が検出空間4を通ること
ができる。
第3図は、発光素子2および受光素子3に関連
する本発明の基礎となるブロツク図である。駆動
回路8は発光素子2を駆動して、光を検出空間4
に向けて発射させる。受光素子3は、検出空間4
を通る雨滴7による散乱光を受光する。受光素子
3からの出力は、パルス増幅回路9によつて増幅
される。パルス増幅回路9からの出力波形は、第
4図1で示されている。レベル弁別回路10は、
パルス増幅回路9からの出力を第4図1で示され
た弁別レベルE1でレベル弁別して、その弁別レ
ベルE1を越えるレベルを有するパルスを第4図
2のように導出する。単安定回路11は、レベル
弁別回路10からの出力に応答して、予め定めた
一定のパルス幅に波形成形し、第4図3に示す出
力を導出する。積分回路12は単安定回路11か
らの出力を積分して、第4図4に示される出力を
レベル弁別回路13に与える。レベル弁別回路1
3は、第4図4に示される弁別レベルE2を有
し、積分出力がこの弁別レベルE2を越えたとき
警報回路14に第4図5で示す波形を導出して警
報装置を能動化する。
雨が止むと、積分回路12の出力レベルはその
積分回路12の時定数に従つて低下してゆき、積
分出力が弁別レベルE2未満になると警報装置1
4は不能動化される。
筒体1内の検出空間4を虫などが通過したとき
には、単発的なパルスが受光素子3から導出され
る。このような単発的パルスが発生したときに
は、積分回路12からの出力は弁別レベルE2に
達せず、したがつて雨が降り出したものとして誤
検出されることはない。
レベル弁別回路13の弁別レベルE2を変える
ことによつて、雨の降つている強さの程度を知る
ことができる。
第5図は、本発明の一実施例のブロツク図であ
る。また前述の構成と対応する部分には同一の参
照符を付す。この実施例では、降雨量が検出され
る。受光素子3からパルス増幅回路9を介する信
号は、縦続接続されたパルス波高分析回路15
1,152,………,15i,………,15n、
計数回路161,162,………,16i,……
…,16nおよび掛算回路171,172,……
…,17i,………,17nに与えられる。これ
らの掛算回路171〜17nからの出力は、加算
回路18によつて加算され、掛算回路19に与え
られる。掛算回路19からの出力は、レベル弁別
回路13に与えられるとともに、降雨量表示装置
20に与えられる。レベル弁別回路13からの出
力は、警報装置14を動作させる。
第5図に示された本発明の一実施例の原理は、
以下に詳細に説明される。
雨滴は球形とみなすことができ、その雨滴の半
径をrとすると、散乱光の強さすなわちパルス増
幅回路9から導出されるパルスの波高値eは、そ
の雨滴の表面積に比例する。しかして受光素子3
およびパルス増幅回路9からの出力は受光する散
乱光の強さに比例したレベルを有する。したがつ
て第1式が成立する。
e∝r2 ……(1) 雨滴の体積vは、雨滴の半径rの3乗に比例
し、第2式が成立する。
v∝r3 ……(2) したがつて第1式および第2式から、次の第3
式の関係が成り立つ。
v∝e3/2 ……(3) 雨滴の体積vとその雨滴の数nとの積は降雨量
を表わす。
第5図に示されたパルス波高分析回路15i
は、パルス増幅回路9からのパルス電圧の波高値
が検出範囲 ei±1/2Δe にあるパルスを検出して、各パルスごとに単一の
パルス出力を計数回路16iに与える。各パルス
波高分析回路151〜15nの検出範囲は、第6
図のように等しい電圧区間Δeずつ順次的にずれ
ている。検出空間4の水平断面積をSとし、係数
をKで表わすと、検出空間4の単位面積あたりの
降雨量H1は第4式で表わされる。
H1=K/Soi=0 (ei3/2・ni) ……(4) 計数回路16iは、前記検出範囲 ei±1/2Δe にパルス波高値が存在するパルスの数niを計数す
る。
掛算回路17iは、 ei3/2×ni の演算を行なう。こうして加算回路18において
は、掛算回路171〜17nからの出力が加算さ
れ、掛算回路19において、K/Sが掛算される。
掛算回路19からの出力は、表示装置20におい
て表示され、こうして降雨量H1も表示される。
また降雨量がレベル弁別回路13の弁別レベルを
越えたとき、警報装置14が能動化される。
本発明の他の実施例として、単位時間あたりの
降雨量H2を知りたいときには、計数回路161
〜16nに代えて係数率回路を用いる。この係数
率回路は、時間Δtにおける雨滴の数niを計数し、
ni/Δtを演算する。こうして単位時間あたりの
降雨量H2は第5式に示される通りとなる。
H2=K/Soi=0 (ei3/2・ni/Δt) ……(5) 第7図は、本発明のさらに他の実施例のブロツ
ク図である。この実施例では第4式で示される降
雨量H1を求めるために、パルス増幅回路9から
の出力を関数発生回路21に受信し、そのパルス
の波高値eを3/2乗する。この関数発生回路21
からの出力は、積分回路22に与えられる。積分
回路22はe3/2を表わすパルスを順次的に積分し
ていく。この積分出力は、掛算回路23において
K/S倍される。この掛算回路23からの出力は、 降雨量を表わす表示装置20に与えられるととも
に、レベル弁別回路13および警報装置14に与
えられる。その他の構成は前述の実施例と同様で
ある。
以上のように本発明によれば、発光素子と受光
素子とを用いて雨滴による散乱光を検出するよう
にしたので、雨の降り始めだけでなく雨が止んだ
ときにも迅速に検出することが可能である。また
〓りなどによる誤動作を可及的に防ぐことが可能
である。また降雨量を電気的な構成によつて演算
するようにしたので、雨の降つている状態だけで
なく、どの程度の強さで雨が降つているかを検出
することを高精度で測定することができ、また機
械的な可能部分がないので信頼性が向上し、しか
も装置の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図
は第1図の切断面線−から見た水平断面図、
第3図は本発明の基礎となる構成を示すブロツク
図、第4図は第3図に示された構成の動作を説明
するための波形図、第5図は本発明の一実施例の
ブロツク図、第6図は第5図の動作を説明するた
めの波形図、第7図は本発明のさらに他の実施例
のブロツク図である。 1……筒体、2……発光素子、3……受光素
子、4……検出空間、8……駆動回路、9……パ
ルス増幅回路、10,13……レベル弁別回路、
11……単安定回路、12,22……積分回路、
151〜15n……パルス波高分析回路、161
〜16n……係数回路、171〜17n……掛算
回路、14……警報回路、18……加算回路、1
9,23……掛算回路、20……表示装置、21
……関数発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 雨滴7が通過する予め定める光放射空間に光
    を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
    空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
    雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
    を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
    出力のパルス波高値eiを、予め定める複数nの各
    検出範囲毎に検出するパルス波高分析回路151
    〜15nと、 前記パルス波高分析回路151〜15nの出力
    を受信し、前記各検出範囲毎のパルス数niを計数
    する計数回路161〜16nと、 パルス波高分析回路151〜15nおよび計数
    回路161〜16nの出力に応答して、降雨量
    H1、 H1=Aoi=1 (ei3/2・ni) (ただしAは定数) を演算する手段171〜17n,18,19とを
    含むことを特徴とする雨の降雨量検出装置。 2 雨滴7が通過する予め定める光放射空間に光
    を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
    空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
    雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
    を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
    出力のパルス波高値eiを、予め定める複数nの各
    検出範囲毎に検出するパルス波高分析回路151
    〜15nと、 パルス波高分析回路151〜15nの出力を受
    信し、前記各検出範囲毎の予め定める時間Δtに
    おけるパルス数を計数し、ni/Δtを演算する係
    数率回路と、 パルス波高分析回路151〜15nおよび係数
    率回路の出力に応答して、単位時間あたりの降雨
    量H2、 H2=Aoi=1 (ei3/2・ni/Δt) (ただしAは定数) を演算する手段とを含むことを特徴とする雨の降
    雨量検出装置。 3 雨滴7が通過する予め定める光放射空間に光
    を放射する発光素子2と、 光放射空間と重なる見張り空間を有し、光放射
    空間と見張り空間とが重なる検出空間4における
    雨滴7によつて発光素子2からの光が散乱した光
    を受光する受光素子3と、 受光素子3の出力を受信し、その受光素子3の
    出力のパルス波高値eを3/2乗する関数発生回路
    21と、 関数発生回路21の出力を積分する積分回路2
    2と含むことを特徴とする雨の降雨量検出装置。
JP56062770A 1981-04-24 1981-04-24 Rain detector Granted JPS57175975A (en)

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JP56062770A JPS57175975A (en) 1981-04-24 1981-04-24 Rain detector

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JPS57175975A JPS57175975A (en) 1982-10-29
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0319495U (ja) * 1989-07-06 1991-02-26
JPH04107891U (ja) * 1991-02-28 1992-09-17 株式会社ケンウツド 電子機器の放熱構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54143189A (en) * 1978-04-27 1979-11-08 Kinki Electrical Construct Rainfall supervisory device
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