JPH09171084A - 天候検知方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天候が雨も雪も降っていない状態であるか、
降雨状態であるか、降雪状態であるかを迅速かつ正確に
検知する。 【解決手段】 一部が上部に露出する電極対３ｂ，３ｂ
およびその対間絶縁体３ａを有し、かつ該対間絶縁体３
ａを氷点よりも高い所定温度に加温する加温手段３ｃを
有する第１の検出子３と、地表面１上に一部が露出する
電極対４ｂ，４ｂおよびその対間絶縁体４ａを有し、か
つ該対間絶縁体４ａを氷点以下の所定温度に冷却する冷
却手段４ｃを有する第２の検出子４と、両検出子３，４
の電極間抵抗を測定し、両測定抵抗値を対比することに
より天候を検知する処理手段５ａ，５ｂ，５ｃとを有し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】この発明は天候が、降雨状態
であるか、降雪状態であるか、雨、雪の何れも降ってい
ない状態であるかを検知するための方法およびその装置
に関し、例えばロードヒーティング装置の運転制御用、
山間部高速道路等の道路情報、あるいは山間部架空送電
線路の保守管理などに有用な天候検知方法およびその装
置に関する。

【従来の技術】従来、降雨・降雪などの天候情報を自動
検知する方法としては、大きく分けて２方式あり、１つ
は電極間抵抗の変動を利用する電極式、もう１つは光の
放射・反射を利用する光学式である。図３は上記電極式
の天候検知装置の一例を示している。この装置は、一対
の櫛型形状を呈する電極３０ｂ、３０ｂをエポキシ樹脂
等の絶縁材３０ａで対間絶縁した電極部２０と、外気温
センサー６と、制御部７とで構成されている。そして前
記電極部２０を屋外に設置し、電極部２０への水分の付
着の有無を電極３０ｂ、３０ｂ間の電気抵抗の変化によ
り知見し、外気温センサー６による温度情報を加味して
雨か雪かを判別するものである。また、図４は上記した
光学式の天候検知装置の一例を示している。この装置
は、赤外線ビームなどの光を発する放射部８ａと、その
反射光を受光する受光部８ｂとを備えるプローブ部８
と、制御部９とから構成されている。そして前記プロー
ブ部８を屋外に設置し、放射部８ａから発せられた光
が、雨又は雪の存在により反射されて受光部８ｂで検知
されるか否か、即ち反射光の有無とさらには反射光の強
弱等をも加味して、雨か雪かを判別するものである。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の電
極式にあっては、降雨状態か、降雪状態かを余り正確に
検知できない場合がある。即ち、電極部３０が濡れたか
否かと外気温センサ６の温度情報とで降雨と降雪を判別
するのであるが、その時々の気象状況や地域差により降
雪状態となる外気温度は相違するため、降雨か降雪かを
誤判断してしまうのである。また、上述の光学式は、光
の発受光機構を採用しているため基本的に高価となって
しまうという欠点があり、さらに光の反射を利用してい
るためゴミ等の浮游物にも反応するなどして誤動作する
という欠点がある。

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、降雪開始当初から降雪状態であることを
確実に検知することができ、しかも降雨状態か降雪状態
かの判別が正確に行え、さらに雨も雪も降っていない状
態かの判定をも行うことができる天候検知方法およびそ
の装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】請求項１の天候検知方法
は、一部が上部に露出する電極対およびその対間絶縁体
を有する２つの検出子を互いに近接させて配置してお
き、一方の検出子の対間絶縁体を氷点よりも高い所定温
度に加温するとともに、他方の検出子の対間絶縁体を氷
点以下の所定温度に冷却し、両検出子の電極間抵抗を測
定し、両測定抵抗値を対比することにより天候を検知す
る方法である。請求項２の天候検知装置は、一部が上部
に露出する電極対およびその対間絶縁体を有し、かつ該
対間絶縁体を氷点よりも高い所定温度に加温する加温手
段を有する第１の検出子と、地表面上に一部が露出する
電極対およびその対間絶縁体を有し、かつ該対間絶縁体
を氷点以下の所定温度に冷却する冷却手段を有する第２
の検出子と、両検出子の電極間抵抗を測定し、両測定抵
抗値を対比することにより天候を検知する処理手段とを
有している。

【作用】請求項１の天候検知方法であれば、一部が上部
に露出する電極対およびその対間絶縁体を有する２つの
検出子を互いに近接させて配置しておき、一方の検出子
の対間絶縁体を氷点よりも高い所定温度に加温するとと
もに、他方の検出子の対間絶縁体を氷点以下の所定温度
に冷却し、両検出子の電極間抵抗を測定し、両測定抵抗
値を対比することにより路面状態を検知するのであるか
ら、降雪開始当初において他方の検出子の対間絶縁体上
の雪が溶けることを防止し、一方の検出子の対間絶縁体
上の雪を溶かすので、両検出子による測定抵抗値に基づ
いて降雪状態であることを殆ど時間遅れなく正確に検知
することができる。また、降雨時には、他方の検出子の
対間絶縁体上を雨水が流動しているので、この雨水は凍
結しない。もちろん、一方の検出子の対間絶縁体上の雨
水は凍結のおそれが全くない。したがって、両検出子に
よる測定抵抗値に基づいて降雨状態であることを正確に
検知することができる。さらに、雨も雪も降っていない
時には両検出子の対間絶縁体上に水分が存在しないので
あるから、両検出子による測定抵抗値に基づいて雨も雪
も降っていない状態であることを正確に検知することが
できる。この結果、降雨、降雪を早期に正確に検知する
ことができ、ロードヒーティングの省エネルギー制御に
有効であるとともに、降雪時の融雪を早期に開始させる
ことができる。請求項２の天候検知装置であれば、第１
の検出子の対間絶縁体を加温手段により氷点よりも高い
所定温度に加温し、第２の検出子の対間絶縁体を冷却手
段により氷点以下の所定温度に冷却する。そして、処理
手段によって、両検出子の電極間抵抗を測定し、両測定
抵抗値を対比することにより天候を検知することができ
る。したがって、降雪開始当初において他方の検出子の
対間絶縁体上の雪が溶けることを防止し、一方の検出子
の対間絶縁体上の雪を溶かすので、両検出子による測定
抵抗値に基づいて降雪状態であることを殆ど時間遅れな
く正確に検知することができる。また、降雨時には、他
方の検出子の対間絶縁体上を雨水が流動しているので、
この雨水は凍結しない。もちろん、一方の検出子の対間
絶縁体上の雨水は凍結のおそれが全くない。したがっ
て、両検出子による測定抵抗値に基づいて降雨状態であ
ることを正確に検知することができる。さらに、雨も雪
も降っていない時には両検出子の対間絶縁体上に水分が
存在しないのであるから、両検出子による測定抵抗値に
基づいて雨も雪も降っていない状態であることを正確に
検知することができる。この結果、降雨、降雪を早期に
正確に検知することができ、ロードヒーティングの省エ
ネルギー制御に有効であるとともに、降雪時の融雪を早
期に開始させることができる。

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図１はこの発明の天候
検知装置の一実施態様を示す概略縦断面図、図２は平面
図である。この天候検知装置は、路面上などに図示しな
い支柱部材を介して配置される山形のカバー部材２の各
傾斜面に第１検出子３と第２検出子４とを配置してあ
る。前記第１検出子３は、エポキシ樹脂などからなる絶
縁基板３ａ上に、櫛歯状など適宜形状の１対の電極３
ｂ，３ｂを所定距離だけ離して対向配置するように形成
してあるとともに、絶縁基板３ａの下部に平板状など適
宜形状のヒータ３ｃを配置し、ヒータ電源３ｄによって
ヒータ３ｃに通電することにより、少なくとも電極３
ｂ，３ｂ間の絶縁基板３ａを氷点よりも高い所定温度、
例えば＋５℃〜＋１０℃、に加温することができる。前
記第２検出子４は、エポキシ樹脂などからなる絶縁基板
４ａ上に、櫛歯状など適宜形状の１対の電極４ｂ，４ｂ
を所定距離だけ離して対向配置するように形成してある
とともに、絶縁基板４ａの下部に平板状など適宜形状の
熱電子冷却素子（例えば、ペルチェ効果素子モジュー
ル）４ｃを配置し、冷却素子電源４ｄによって熱電子冷
却素子４ｃに通電することにより、少なくとも電極４
ｂ，４ｂ間の絶縁基板４ａを氷点以下の所定温度、例え
ば０℃〜−５℃、に冷却することができる。そして、熱
電子冷却素子４ｃの下面に接するようにスタックフィン
などの放熱器４ｅを配置してある。また、交流電源５ａ
からの交流電圧を変換器５ｂを介して両電極対３ｂ，３
ｂ，４ｂ，４ｂ間に印加し、両電極対３ｂ，３ｂ，４
ｂ，４ｂ間に流れる電流を変換器５ｂを介して測定抵抗
値として取り出し、両測定抵抗値を処理部５ｃに供給す
ることにより、天候が雨も雪も降っていない状態か、降
雨状態か、降雪状態か、雨または雪が降り止んでいる状
態かを示す信号を出力する。具体的には、両測定抵抗値
がＭΩオーダーである場合に雨も雪も降っていない状態
であることを示す信号を出力し、両測定抵抗値がＫΩオ
ーダーである場合に降雨状態であることを示す信号を出
力し、第１検出子３による測定抵抗値がＫΩオーダーで
あり、第２検出子４による測定抵抗値がＭΩオーダーで
ある場合に降雪状態であることを示す信号を出力し、第
１検出子３による測定抵抗値がＭΩオーダーであり、第
２検出子４による測定抵抗値がＫΩオーダーである場合
に雨または雪が降り止んでいる状態であることを示す信
号を出力する。また、ＫΩオーダーかＭΩオーダーかの
判定は、例えば、測定抵抗値が２００ＫΩ以下か否かに
基づいて簡単に達成することができる。したがって、交
流電源５ａ、変換器５ｂおよび処理部５ｃによって処理
手段が構成されることになる。第１検出子３の電極３
ｂ，３ｂ間の対間絶縁体（絶縁基板３ａの該当部分）を
氷点よりも高い所定温度に加温し、第２検出子４の電極
４ｂ，４ｂ間の対間絶縁体（絶縁基板４ａの該当部分）
を氷点以下の所定温度に冷却し、この状態において両検
出子３，４の電極３ｂ，３ｂ，４ｂ，４ｂ間に交流電源
５ａおよび変換器５ｂによって交流電圧を印加し、電極
３ｂ，３ｂ，４ｂ，４ｂ間の抵抗値を変換器５ｂを通し
て出力し、処理部５ｃに供給する。したがって、天候が
雨も雪も降っていない状態である場合には、両検出子
３，４の電極３ｂ，３ｂ，４ｂ，４ｂ間も乾燥状態であ
り、測定抵抗値が共にＭΩオーダーになる。降雨状態で
ある場合には、両検出子３，４の電極３ｂ，３ｂ，４
ｂ，４ｂ間に水分が存在する状態であり、測定抵抗値が
共にＫΩオーダーになる。降雪状態である場合には、第
１検出子３の電極３ｂ，３ｂ間に水分が存在するので測
定抵抗値がＫΩオーダーになり、第２検出子４の電極４
ｂ，４ｂ間には雪が溶けることなく存在しているので測
定抵抗値がＭΩオーダーになる。雨または雪が降り止ん
でいる場合には、第１検出子３の電極３ｂ，３ｂ間が乾
燥状態になるので測定抵抗値がＭΩオーダーになり、第
２検出子４の電極４ｂ，４ｂ間には水分が存在するので
測定抵抗値がＫΩオーダーになる。したがって、処理部
５ｃにおいて、両検出子３，４による測定抵抗値がＭΩ
オーダーであるかＫΩオーダーであるかを判定して該当
する信号を出力することができる。この結果、降雨か降
雪か、晴天かを正確に判別でき、例えばロードヒーティ
ングシステムを必要な場合にのみ動作させることがで
き、省エネルギーおよび効果的な路面の加温を達成する
ことができる。特に、降雪状態の検出に当っては、第２
検出子４において当初から雪の存在を溶けるおそれなく
許容するので、降雪状態に対応する測定抵抗値を得るこ
とができ、降雪開始後、迅速に降雪状態であることを検
出することができる。この結果、ロードヒーティングシ
ステムによる路面の加温を降雪開始当初から行わせるこ
とができ、ロードヒーティングシステムによる融雪を効
果的に行わせることができる。また、山間部高速道路な
どに正確な降雪情報を提供でき、さらに山間部架空送電
線路への着雪状態の推定等が可能となる。上述した天候
検知装置の検知情報をさらに向上させるため、第２検出
子４に内蔵されている熱電子冷却素子（ペルチェ素子モ
ジュール）４ｃへの給電極性を反転させ得る極性変換リ
レー４０を、冷却素子電源４ｄの回路中に設けることが
好ましい。極性反転により、冷却面を加熱面に切換える
ことができるので、第２検出子４の表面を速やかに乾燥
させた場合に有利となる。例えば、降雪が終わった場
合、第１検出子３の電極３ｂ、３ｂ間はヒータ３ｃによ
り速やかに乾燥状態とされるのであるが、第２検出子４
の電極４ｂ、４ｂ間は冷却面とされているため高速乾燥
できない。電極４ｂ、４ｂ間が濡れていると次の降雪の
検知が正確にできないことがある。そこで第１検出子３
で降雪終了を検知したとき、処理部５ｃから信号を発し
て極性変換リレー４０を動作させ、冷却素子４ｃの冷却
面を加熱面に反転させて第２検出子４の電極４ｂ、４ｂ
間を速やかに乾燥させ、次の降雪に備えるようにするの
である。電極４ｂ、４ｂ間の乾燥化が終わったら（電極
間抵抗で知見できる）、再びリレー４０を動作させて極
性を元に戻し、電極４ｂ、４ｂ間を氷点以下の所定温度
に復帰させておくものである。なお、以上には、カバー
部材２を支柱部材により地表面から浮かせた状態で配置
した場合について説明したが、カバー部材２を地表面に
直接配置してもよいことはもちろんである。

【発明の効果】請求項１の発明は、降雪開始当初におい
て他方の検出子の対間絶縁体上の雪が溶けることを防止
し、一方の検出子の対間絶縁体上の雪を溶かすことによ
り、両検出子による測定抵抗値に基づいて降雪状態であ
ることを殆ど時間遅れなく正確に検知することができる
ほか、降雨状態か雨も雪も降っていない状態かをも正確
に検知することができるという特有の効果を奏する。請
求項２の発明は、降雪開始当初において他方の検出子の
対間絶縁体上の雪が溶けることを防止し、一方の検出子
の対間絶縁体上の雪を溶かすことにより、両検出子によ
る測定抵抗値に基づいて降雪状態であることを殆ど時間
遅れなく正確に検知することができるほか、降雨状態か
雨も雪も降っていない状態かをも正確に検知することが
できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の天候検知装置の一実施態様を示す概
略縦断面図である。

【図２】同上平面図である。

【図３】電極式の天候検知装置の一例を示す概略図であ
る。

【図４】光学式の天候検知装置の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

３ 第１検出子 ４ 第２検出子 ３ａ，４ａ 絶縁基板 ３ｂ，４ｂ 電極 ３ｃ ヒータ ４ｃ 熱電子冷却素子 ５ａ 交流電源 ５ｂ 変換器 ５ｃ 処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部が上部に露出する電極対（３ｂ）
   （３ｂ）（４ｂ）（４ｂ）およびその対間絶縁体（３
   ａ）（４ａ）を有する２つの検出子（３）（４）を互い
   に近接させて配置しておき、一方の検出子（３）の対間
   絶縁体（３ａ）を氷点よりも高い所定温度に加温すると
   ともに、他方の検出子（４）の対間絶縁体（４ａ）を氷
   点以下の所定温度に冷却し、両検出子（３）（４）の電
   極間抵抗を測定し、両測定抵抗値を対比することにより
   天候を検知することを特徴とする天候検知方法。
2. 【請求項２】 一部が上部に露出する電極対（３ｂ）
   （３ｂ）およびその対間絶縁体（３ａ）を有し、かつ該
   対間絶縁体（３ａ）を氷点よりも高い所定温度に加温す
   る加温手段（３ｃ）を有する第１の検出子（３）と、一
   部が上部に露出する電極対（４ｂ）（４ｂ）およびその
   対間絶縁体（４ａ）を有し、かつ該対間絶縁体（４ａ）
   を氷点以下の所定温度に冷却する冷却手段（４ｃ）を有
   する第２の検出子（４）と、両検出子（３）（４）の電
   極間抵抗を測定し、両測定抵抗値を対比することにより
   天候を検知する処理手段（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）とを
   有していることを特徴とする天候検知装置。