NO178878B

NO178878B - Snow detection sensor

Info

Publication number: NO178878B
Application number: NO934561A
Authority: NO
Inventors: Ole A Opstad
Original assignee: Nor Ide As
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1996-03-11
Also published as: SE9404315L; NO178878C; SE514571C2; NO934561D0; NO934561L; SE9404315D0

Abstract

: Sensor for detektering av nedbør, temperatur og lufthastighet i samme enhet. Snø smeltes på sensorens overflate. Tilført smeltevarme benyttes som mål på snøtetthet. Smeltevann ledes på utsiden av sensorens kropp, noe som medvirker til enkel og robust konstruksjon og som er lite påvirkelig av forurensning.: Sensor for detecting precipitation, temperature and air velocity in the same unit. Snow melts on the surface of the sensor. Added melt heat is used as a measure of snow density. Melting water is led to the outside of the sensor's body, which contributes to simple and robust construction and which is little affected by pollution.

Description

Sensor for detektering av snø er utviklet til bruk i forbindelse med automatiske snøsmelteanlegg for fortauer, trapper, oppkjørslero.L, men kan også anvendes andre steder hvor det er behov for automatisk registrering av nedbør i form av snø. The sensor for detecting snow has been developed for use in connection with automatic snow melting systems for pavements, stairs, driveways.L, but can also be used in other places where there is a need for automatic registration of precipitation in the form of snow.

Med automatisk snøsmeltingsautomatikk menes styreenhet for å oppnå god snøsmelting med lavest mulig energiforbruk. By automatic snow melting automation is meant a control unit to achieve good snow melting with the lowest possible energy consumption.

Vi er kjent med flere typer styringsautomatikk for snøsmelteanlegg. Alle disse baseres på sensorer som nedgraves i bakkens overflate. Fuktighet på bakken blir registrert som ohmsk We are familiar with several types of automatic control systems for snow melting systems. All of these are based on sensors that are buried in the surface of the ground. Moisture on the ground is recorded as ohmic

motstand mellom elektroder i sensorenes overflate. For smelting av tørr snø tilføres en del av sensoren varme. Det mest vanlige er bruk av to sensorer i det oppvarmede arealet på bakken. Den ene sensoren tilføres varme og sensorens overflate holdes på konstant 1-3 + grader. Den andre sensoren følger bakkens overflatetemperatur. Den varme sensoren registrerer nedbør og den kalde registrerer bakkeoverflatens fuktighet og temperatur (fig. 1). I tillegg finnes ofte en egen sensor for måling av luftens temperatur. resistance between electrodes in the sensor's surface. To melt dry snow, part of the sensor is supplied with heat. The most common is the use of two sensors in the heated area on the ground. One sensor is supplied with heat and the sensor's surface is kept at a constant 1-3 + degrees. The second sensor follows the surface temperature of the ground. The hot sensor records precipitation and the cold one records the humidity and temperature of the ground surface (Fig. 1). In addition, there is often a separate sensor for measuring the air temperature.

Kjent teknikk har følgende svakheter: Known techniques have the following weaknesses:

Da snøsmelteanlegg som oftest er areal i nærheten av høye bygninger, vil snøen legge seg ujevnt på det oppvarmede arealet og det er vanskelig å finne god plassering av sensorene som sikrer riktig smelting over hele området. Since snow melting facilities are most often areas near tall buildings, the snow will settle unevenly on the heated area and it is difficult to find a good location for the sensors that ensure proper melting over the entire area.

Fordi sensorene ligger i bakkens overflate er de meget utsatt for skade fra kjøretøy med <p>i<g>gdekk eller kjetting. Vann har lett for å trenge inn i sensor eller tilhørende kabel og påvirke målesignalene. Oljesøl på sensoren kan isolere og sette fuktighetsmåleren ut av funksjon. Because the sensors are located on the surface of the ground, they are very susceptible to damage from vehicles with <p>i<g>g tires or chains. Water can easily penetrate the sensor or associated cable and affect the measurement signals. Oil spills on the sensor can isolate and put the moisture meter out of order.

Store nedbørsmengder og tørr snø kan være vanskelig å detektere med denne type sensorer. Dette på grunn av at smeltevannet fra den varme sensoren trekker opp i den tørre snøen. Sensoren kan bli liggende i et hulrom i snøen uten å være istand til å detektere at det er snø på bakken. Large amounts of precipitation and dry snow can be difficult to detect with this type of sensor. This is because the meltwater from the hot sensor draws up into the dry snow. The sensor can be left in a cavity in the snow without being able to detect that there is snow on the ground.

Bytting av sensorer er meget komplisert fordi asfalt eller betong må hogges bort rundt sensoren. Replacing sensors is very complicated because asphalt or concrete must be cut away around the sensor.

Nyinstallasjon på eksisterende smelteanlegg er vanskelig fordi gravning lett medfører skade på varmekablen. New installation on existing melting plants is difficult because digging easily causes damage to the heating cable.

Vi er kjent med at det i andre sammenhenger (blant annet væroppservasjoner) benyttes traktlignende nedbørsensorer for oppsamling og registrering av nedbør. Disse plasseres i fri luft, på tak e.L We are aware that in other contexts (including weather observations) funnel-like precipitation sensors are used for collecting and recording precipitation. These are placed in the open air, on the roof etc

På våre prøveanlegg har NOR-IDE testet denne type sensor som giver for vår styringsautomatikk. Denne kan fungere, men vi har fått erfare noen svakheter. Sensoren er dyr å produsere og krever løpende vedlikehold. Den er utsatt for forurensning i form av nedfall som blader fra trær, sot o.s.v. Det har også vist seg at rust kan være et problem. Selv rustfritt stål ruster når den blir forurenset og fuktighet blir fordelt ujevnt på materialets overflate. At our test facilities, NOR-IDE has tested this type of sensor as a sensor for our control automation. This can work, but we have experienced some weaknesses. The sensor is expensive to produce and requires ongoing maintenance. It is exposed to pollution in the form of fallout such as leaves from trees, soot, etc. It has also been shown that rust can be a problem. Even stainless steel rusts when it becomes contaminated and moisture is distributed unevenly on the material's surface.

Fordeler med søkte sensor: Enklere installasjon og service. Advantages of the sought after sensor: Easier installation and service.

Sensorens plassering er mindre kritisk med hensyn til optimal regulering. Alle nødvendige måledata for styringsautomatikken, kan hentes fra en og samme sensor. Fare for oversnøing av sensor er eliminert. Sensoren er lite påvirkelig av forurensning. Enkel og driftssikker uten behov for vedlikehold. Responstiden er høy og produksjonskostnaden er lav. The sensor's location is less critical with regard to optimal regulation. All necessary measurement data for the control automation can be obtained from one and the same sensor. The risk of snow covering the sensor is eliminated. The sensor is not affected by contamination. Simple and reliable with no need for maintenance. The response time is high and the production cost is low.

Fordelene oppnås gjennom unik mekanisk utforming og gjennom samspill med tilhørende elektronikk. Ny sensor er tenkt plassert på stolpe, vegg eller tak. Formålet med denne oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning for måling av nedbør i form av snø kjennetegnet med de etterfølgende patentkrav. The advantages are achieved through unique mechanical design and through interaction with associated electronics. The new sensor is thought to be placed on a post, wall or ceiling. The purpose of this invention is to provide a device for measuring precipitation in the form of snow characterized by the following patent claims.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende og i tilknyttning til de medfølgende figurer og kravsett. The invention is described in more detail in what follows and in connection with the accompanying figures and set of requirements.

Figur 1 viser en bakkesensor av kjent type. Figure 1 shows a ground sensor of a known type.

Figur 2 viser de ulike delene til sensoren. Figure 2 shows the various parts of the sensor.

Merkene A,B og C i fig. 1 markerer elektroder for fuktighetsmåling på bakkens overflate. The marks A, B and C in fig. 1 marks electrodes for moisture measurement on the ground surface.

Figur 2 viser sensoren som består av en halvkuleformet topp (1) som er tilført konstant temperatur gjennom varmeelement (2), temperatur tilbakekopling gjennom sensor (3), utvendig elektrode for fuktighetsmåling (4), lufttemperatursensor (5), innvendig temperatursensor (6). Figure 2 shows the sensor which consists of a hemispherical top (1) which is fed constant temperature through heating element (2), temperature feedback through sensor (3), external electrode for humidity measurement (4), air temperature sensor (5), internal temperature sensor (6) .

Snø smelter på sensorens topp. Fuktighet (smeltevann) blir registrert som ohmsk motstand mellom topp og elektrode (4). Sensorens lengde sikrer at toppen alltid kommer i fri luft over omliggende snø på tak o.l. nær sensoren. Luftens temperatur måles med sensor (5) som er plassert slik at omgivelse luft passerer fritt forbi sensoren. Differansen mellom sensor (5) og den innvendige tidsforsinkede sensoren (6), gir informasjon om pågående forandringer i lufttemperaturen. Tilført energi til element (2) benyttes som mål på smeltevarme og nedbørsmengde. Snow melts on top of the sensor. Moisture (melt water) is recorded as ohmic resistance between tip and electrode (4). The length of the sensor ensures that the top always arrives in the open air above the surrounding snow on the roof etc. near the sensor. The air temperature is measured with sensor (5) which is positioned so that ambient air passes freely past the sensor. The difference between sensor (5) and the internal time-delayed sensor (6) provides information about ongoing changes in the air temperature. Added energy to element (2) is used as a measure of heat of fusion and amount of precipitation.

Claims

1 Sensor for detecting precipitation such as snow on the ground, characterized in that the sensor consists of a heated surface (1) and that it is arranged so that the meltwater is led to the outside of the sensor's body, and is detected by an external humidity sensor.

2 Sensor according to claim 1, characterized in that supplied energy is used as a measure of precipitation and/or cooling as a result of wind.

3 Sensor according to claim 1 or 2 characterized by a built-in sensor for measuring ambient temperature.

4 Sensor according to claim 3 characterized in that a further built-in sensor (6) is arranged so that registration of the temperature difference from the first sensor (5) becomes possible.

5 Sensor according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized by the fact that an external windscreen has been applied.

6 Sensor according to claim 1,2,3 or 5, characterized in that it is applied to a funnel etc. for collecting or storing snow.