| 【発明の名称】 |
光式雨量計 |
| 【発明者】 |
【氏名】海野 修司
【氏名】松下 守夫
【氏名】大塚 綾人
【氏名】齋藤 健一
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| 【要約】 |
【課題】遠隔で一括集中管理するときに特別な伝送装置を必要とせず、安価で、電磁ノイズの影響を受けず、信頼性の高い光式雨量計を提供する。
【解決手段】雨水の流入に応じて姿勢が変動する転倒ます８と、この転倒ます８の姿勢変動に随伴して位置が変動する磁石７と、この磁石７から受ける磁界に応じて作動する光スイッチ１とを備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 雨水の流入に応じて姿勢が変動する転倒ますと、この転倒ますの姿勢変動に随伴して位置が変動する磁石と、この磁石から受ける磁界に応じて作動する光スイッチとを備えたことを特徴とする光式雨量計。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転倒ますを用いた雨量計に係り、特に、遠隔で一括集中管理するときに特別な伝送装置を必要とせず、安価で、電磁ノイズの影響を受けず、信頼性の高い光式雨量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】雨量を計測するための測器は種々開発されている。雨量を示す信号を出力するような雨量計としては、降雨を受けるための所定の大きさの開口を有する受水口と、この受水口から注がれる雨水を収容する転倒ますとにより、計量部を構成し、この転倒ますに収容された雨水量が規定量に達すると転倒ますが転倒し、この転倒動作をリードスイッチで検出し、接点パルス信号を出力する転倒ます型の雨量計が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】接点信号を出力する従来の雨量計は、多点での計測を行い、遠隔で一括集中管理するには、雨量計から出力されたデータを遠隔に伝送するために、複雑な電子回路を持つ多重伝送装置を使用しなければならない。また、多点での計測を行うときには、多数の多重伝送装置を設置しなければならず、コストが高くなる。
【０００４】また、従来の雨量計には、接点や電源線、信号線を用いるが、これらの電気的な部材は電気的な環境に左右されやすく、電磁ノイズによる誤動作の可能性を有する。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、遠隔で一括集中管理するときに特別な伝送装置を必要とせず、安価で、電磁ノイズの影響を受けず、信頼性の高い光式雨量計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、雨水の流入に応じて姿勢が変動する転倒ますと、この転倒ますの姿勢変動に随伴して位置が変動する磁石と、この磁石から受ける磁界に応じて作動する光スイッチとを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。ここでは、ファラデー素子型光スイッチを使用した実施形態を説明する。
【０００８】図１に示されるように、本発明に係る雨量計は、主に、雨水の流入に応じて姿勢が変動する転倒ます８と、この転倒ます８の姿勢変動に随伴して位置が変動する磁石７と、この磁石から受ける磁界に応じて作動する光スイッチ１とから構成されている。
【０００９】転倒ます８は、平面からなる底部の一辺を除く周囲に壁を設けることにより、この底部と壁とに挟まれた角部分に雨水受容部８ａを形成し、壁の反対側には雨水受容部の重量に対抗する重量部８ｂを形成し、壁に取り付けられている回転軸１１を中心に左右所定の角度まで傾転するように構成したものである。回転軸１１の上方には、降雨を受けるための所定の大きさの開口と、受けた雨水を排水する排水口とからなる受水口１０が設けられている。図１のように、転倒ます８が右に傾斜しているときには、排水口が壁の左側に位置するため、受水口１０で集められた雨水は雨水受容部８ａに流入する。雨水受容部８ａ内の雨水量が規定量に達すると、右側の重量部８ｂより左側の雨水受容部８ａが重くなるので、転倒ます８が左に傾斜する（図２参照）。転倒ます８が左に傾斜すると、雨水受容部８ａ内の雨水が壁のない底部の左辺から排出され、雨水受容部８ａが軽くなるため、転倒ます８が右に傾斜する。雨水受容部８ａに溜めることのできる雨水量は、重量部８ｂとの重量バランスにより規定される。
【００１０】磁石７は、ここでは重量部８ｂの右辺の下面に取り付けられている。また、磁石７の重量に対抗するための錘９が雨水受容部８ａの左辺の下面に取り付けられている。磁石７及び錘９の位置又は重さを変更することにより、前記規定量を変更することが可能である。
【００１１】光スイッチ１は、本出願人の出願による特開平１０−２８２４６１号公報に記載されているもので、光ファイバ２と、光ファイバ２から出射した光を集光するレンズ３と、レンズ３の透過側に設けられた複屈折体４と、この複屈折体４の透過側に設けられたファラデー素子５と、ファラデー素子５の透過側に設けられた反射板６とで構成されている。
【００１２】光スイッチ１の概念を図３により説明する。光スイッチ１内の光路は、光ファイバ２から出射し、レンズ３を介して複屈折体４に入射し、複屈折体４内で２つの互いに垂直な方向の偏光成分に分離され、ファラデー素子５を透過し、反射板６で反射され、再度ファラデー素子５を透過し、複屈折体４に入射して合成され、レンズ３を通って光ファイバ２に入射する。ここで、磁石７を光スイッチ１に接近させ、光の進む方向と平行な方向に磁界が形成された場合、複屈折体４で互いに垂直な偏光方向に分離された２成分は、ファラデー素子５を透過する際に偏光面が４５°回転し、反射板６で反射され、再度ファラデー素子５を透過する。複屈折体４へ再度入射した光は、ファラデー素子５を２回透過しているので、ファラデー素子５に最初に入射する前の偏光状態から９０°回転した偏光状態になっている。このため、複屈折体４へ再度入射した光は、光ファイバ２へ結合しなくなる。即ち、複屈折体４と光ファイバ２との間で、反射光が遮断されることになる。
【００１３】このような光スイッチ１を、図１のように転倒ます８が右に傾斜している状態で、光スイッチ１内のファラデー素子５を磁石７の磁界が垂直に貫くように固定する。このように、転倒ます８が姿勢変動すると光スイッチ１と磁石７との位置関係、距離が変化する構成とすることにより、転倒ます８の転倒動作、即ち、磁界の変化に応じ、ファラデー素子５の偏光状態が変化し、光ファイバ２から出射した光がファラデー素子５を透過し反射板６を介して光ファイバ２に戻る際、反射光量が変化することになる。
【００１４】本発明に係る雨量計の動作を図１及び図２を用いて説明する。
【００１５】図１のように転倒ます８が右に傾斜しているときには、磁石７が光スイッチ１に接近し、光路と磁界とが並行になると共に、強い磁界がファラデー素子５に及ぶ。このためファラデー素子５内の光の偏光面が回転し、反射板６と光ファイバ２との間で、反射光が遮断されるようになり、光ファイバ２から出射した光の反射光量が減少し、光ファイバ２に戻る光量が少なくなる。
【００１６】転倒ます８が右に傾斜しているので、雨水が雨水受容部８ａに流入する。転倒ます８に規定量の雨水が溜まると、図２に示されるように、転倒ます８が左側に傾斜する。このとき磁石７が光スイッチ１から遠ざかるため、ファラデー素子５内の光の偏光面が回転しなくなり、反射板６と光ファイバ２との間で、反射光が通過し、光ファイバ２から出射した光が光ファイバ２に戻るようになる。
【００１７】従って、光スイッチ１における反射光量の強弱を光ファイバ２の図示しない一端にて測定することにより、転倒ます８の転倒回数を検出することができる。１回の転倒に対応する雨水量は規定されているので、転倒回数から雨量を知ることができる。
【００１８】本発明に使用する光スイッチとしては、遮光板を動かして光路を遮断する構成のものでもよい。この場合、転倒ます８の一辺に磁石７に代えて遮光板を取り付け、図３のファラデー素子５及び複屈折体４を取り除き、レンズ３と反射板６との間に遮光板が出没するよう構成するとよい。また、転倒ます８の一辺に磁石７に代えて反射板を取り付け、レンズ３の透過側に反射板が出没するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２０】（１）光スイッチを用いたので、遠方より光ファイバに光を入射し、反射光量の変化回数を計数することができる。これにより、複雑な電子回路を使用することなく雨量を遠隔計測することが可能になり、安価な雨量計が実現される。
【００２１】（２）光スイッチを用いたので、電磁ノイズの影響をなくすることができ、信頼性の高い雨量計が実現される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１７３５７７
【氏名又は名称】財団法人河川情報センター
【識別番号】５９９００８１２６
【氏名又は名称】電設コンサルタンツ株式会社
【識別番号】０００００５１２０
【氏名又は名称】日立電線株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１２日（２０００．１．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８０２１
【弁理士】
【氏名又は名称】絹谷 信雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４４６８（Ｐ２００１−１９４４６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−６３４８（Ｐ２０００−６３４８） |
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