JP6070063B2

JP6070063B2 - Snow cover measuring device

Info

Publication number: JP6070063B2
Application number: JP2012237663A
Authority: JP
Inventors: 宮本　晶規; 晶規宮本; 遠藤　康浩; 康浩遠藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-10-29
Also published as: JP2014089053A

Description

本発明は、積雪測定装置に関する。 The present invention relates to a snow cover measuring device.

近時、積雪の物理量の測定を行う技術が注目されている。 Recently, a technique for measuring physical quantities of snow has attracted attention.

積雪の物理量の測定を行うことにより、雪解け水の量の予測等を行うことが可能となる。 By measuring the physical quantity of snow, it is possible to predict the amount of snowmelt.

例えば雪解け水の量を予測するためには、積雪量のみならず、積雪の密度をも求めることが重要である。 For example, in order to predict the amount of snowmelt, it is important to obtain not only the amount of snow but also the density of snow.

特公昭６２−１８８６６号公報Japanese Patent Publication No.62-18866 特開平６−２８８８８８号公報JP-A-6-288888

しかしながら、積雪の密度等を求めることは必ずしも容易ではなかった。 However, it has not always been easy to determine the density of snow.

本発明の目的は、積雪の物理量の測定を正確に行い得る積雪測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a snow cover measuring device capable of accurately measuring a physical quantity of snow.

実施形態の一観点によれば、センサ電極を用いて測定を行う積雪測定装置であって、前記センサ電極は、接続部材により接続された複数の部分電極に分割されており、前記複数の部分電極は、積雪方向に配列されていることを特徴とする積雪測定装置が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a snow cover measuring apparatus that performs measurement using a sensor electrode, wherein the sensor electrode is divided into a plurality of partial electrodes connected by a connecting member , and the plurality of partial electrodes Is provided with a snow cover measuring device arranged in the snow cover direction.

開示の積雪測定装置によれば、センサ電極が複数の部分電極に分割されており、かかる複数の部分電極が積雪方向に配列されている。このため、積雪の上面から露出している部分の部分電極が太陽光の照射により熱せられたとしても、積雪に埋もれている部分の部分電極に熱が伝わり難い。このため、積雪に埋もれている部分の部分電極が昇温してしまうのを抑制することができ、センサ電極部に接している積雪の融解を防止することができ、センサ電極部と積雪との間に間隙が生じるのを防止することができる。センサ電極部と積雪との間に間隙が生じるのを防止することができるため、積雪の物理量を正確に測定することができる。 According to the disclosed snow coverage measuring apparatus, the sensor electrode is divided into a plurality of partial electrodes, and the plurality of partial electrodes are arranged in the snow accumulation direction. For this reason, even if the portion of the partial electrode exposed from the upper surface of the snow is heated by irradiation with sunlight, it is difficult for heat to be transmitted to the portion of the partial electrode buried in the snow. For this reason, it can suppress that the partial electrode of the part buried in snow cover raises temperature, can prevent melting of the snow cover in contact with the sensor electrode part, and the sensor electrode part and the snow cover It is possible to prevent a gap from occurring between them. Since it is possible to prevent a gap from being generated between the sensor electrode portion and the snow cover, the physical quantity of the snow cover can be accurately measured.

図１は、第１実施形態による積雪測定装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a snow cover measuring apparatus according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the first embodiment. 図３は、第１実施形態による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a layout of components of the sensor electrode unit of the snow cover measuring apparatus according to the first embodiment. 図４は、シミュレーションに用いたセンサ電極部を示す側面図（その１）である。FIG. 4 is a side view (part 1) illustrating the sensor electrode unit used in the simulation. 図５は、第１実施形態の変形例（その１）による積雪測定装置のセンサ電極部を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a sensor electrode portion of a snow cover measuring apparatus according to a modification (part 1) of the first embodiment. 図６は、第１実施形態の変形例（その１）による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing the layout of the components of the sensor electrode part of the snow cover measuring apparatus according to the modification (part 1) of the first embodiment. 図７は、第１実施形態の変形例（その２）による積雪測定装置のセンサ電極部を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a sensor electrode portion of a snow cover measuring apparatus according to a modification (No. 2) of the first embodiment. 図８は、第２実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the second embodiment. 図９は、第２実施形による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a layout of components of the sensor electrode part of the snow cover measuring apparatus according to the second embodiment. 図１０は、シミュレーションに用いたセンサ電極部を示す側面図（その２）である。FIG. 10 is a side view (part 2) illustrating the sensor electrode unit used in the simulation. 図１１は、比較例２の静電容量値に対する実施例２の静電容量値を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the capacitance value of Example 2 with respect to the capacitance value of Comparative Example 2. 図１２は、第３実施形態による積雪測定装置を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a snow cover measuring apparatus according to the third embodiment. 図１３は、第３実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the third embodiment. 図１４は、第３実施形態による積雪測定装置の一部の等価回路である。FIG. 14 is an equivalent circuit of a part of the snow cover measuring apparatus according to the third embodiment. 図１５は、検出される信号を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing detected signals.

雪の密度と比誘電率との間には関係があり、密度が大きいほど比誘電率が大きくなる。互いに対向する一対の電極の静電容量は、比誘電率に比例する。このため、一対のセンサ電極を互いに対向するように設置し、一対のセンサ電極の静電容量に基づいて、一対のセンサ電極間に堆積された積雪の密度を測定することが考えられる。 There is a relationship between the density of snow and the relative permittivity, and the relative permittivity increases as the density increases. The capacitance of a pair of electrodes facing each other is proportional to the relative dielectric constant. For this reason, it is conceivable to install a pair of sensor electrodes so as to face each other, and to measure the density of snow accumulated between the pair of sensor electrodes based on the capacitance of the pair of sensor electrodes.

しかしながら、センサ電極が積雪に完全に埋もれる前の途中段階では、センサ電極の一部が積雪の表面より上方に位置する一方、センサ電極部の他の一部が積雪に埋もれた状態となる。このような段階において、太陽光の照射によりセンサ電極の温度が上昇した場合には、センサ電極のうちの積雪に埋もれている部分に熱が伝達され、積雪に埋もれている部分のセンサ電極と積雪との間に隙間が生じてしまう。そして、このような隙間が解消されることなく、雪が更に堆積され、センサ電極が積雪に埋もれる場合もあり得る。 However, in the middle stage before the sensor electrode is completely buried in the snow, a part of the sensor electrode is positioned above the surface of the snow, while the other part of the sensor electrode is buried in the snow. In such a stage, when the temperature of the sensor electrode rises due to the irradiation of sunlight, heat is transferred to a portion of the sensor electrode buried in the snow, and the sensor electrode and the snow in the portion buried in the snow There will be a gap between the two. Then, without such a gap being eliminated, there is a possibility that snow is further accumulated and the sensor electrode is buried in the snow.

積雪とセンサ電極との間に隙間が生じている状態で積雪の密度を求めた場合には、かかる隙間に起因する誤差が含まれてしまい、積雪の密度を正確に求めることができない。 When the density of the snow cover is obtained in a state where a gap is generated between the snow cover and the sensor electrode, errors due to the gap are included, and the snow cover density cannot be obtained accurately.

［第１実施形態］
第１実施形態による積雪測定装置を図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施形態による積雪測定装置を示すブロック図である。図２は、本実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。図３は、本実施形態による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。図２は、図３のＡ−Ａ′線断面に対応している。 [First Embodiment]
A snow cover measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a plan view showing a layout of components of the sensor electrode unit of the snow measurement apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 corresponds to a cross section taken along line AA ′ of FIG.

図１に示すように、本実施形態による積雪測定装置は、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂと、一方のセンサ電極部１０ａに電圧信号を印加する信号源１２と、他方のセンサ電極部１０ｂを介して流れ込む電流を検出する検出回路１４とを有している。更に、本実施形態による積雪測定装置は、積雪測定装置全体の制御を司るとともに所定の演算処理等を行う制御処理部１６と、コンピュータプログラム、テーブル値、測定データ等が記憶される記憶部１８とを有している。更に、本実施形態による積雪測定装置は、操作者が操作入力を行うための入力部２０と、測定結果等を表示する表示部２２とを有している。 As shown in FIG. 1, the snow measurement apparatus according to the present embodiment includes a pair of sensor electrode portions 10a and 10b, a signal source 12 that applies a voltage signal to one sensor electrode portion 10a, and the other sensor electrode portion 10b. And a detection circuit 14 for detecting a current flowing in through the circuit. Furthermore, the snow measurement device according to the present embodiment includes a control processing unit 16 that controls the entire snow measurement device and performs predetermined calculation processing, and a storage unit 18 that stores computer programs, table values, measurement data, and the like. have. Furthermore, the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment includes an input unit 20 for an operator to input an operation, and a display unit 22 for displaying measurement results and the like.

センサ電極部（検知部、センサ板）１０ａ、１０ｂの外形は、全体として長方形の板状となっている。図２に示すように、板状の基材（支持体、支持板）２４の一方の主面側には、複数の部分電極２６が配されている。各々の部分電極２６は、基材２４に形成された複数の溝２８内にそれぞれ埋め込まれている。基材２４の寸法は、例えば４００ｍｍ×２００ｍｍ×１０ｍｍ程度とする。 The outer shapes of the sensor electrode portions (detection portions, sensor plates) 10a and 10b are rectangular plates as a whole. As shown in FIG. 2, a plurality of partial electrodes 26 are arranged on one main surface side of a plate-like base material (support body, support plate) 24. Each partial electrode 26 is embedded in a plurality of grooves 28 formed in the substrate 24. The dimension of the base material 24 shall be about 400 mm x 200 mm x 10 mm, for example.

図３（ａ）は、部分電極２６のレイアウトを示す平面図である。 FIG. 3A is a plan view showing the layout of the partial electrodes 26.

図３（ａ）に示すように、部分電極２６の平面形状は、長細い形状とする。ここでは、部分電極２６の平面形状を例えば長方形とする。複数の部分電極２６は、互いに並行するように配されている。換言すれば、複数の部分電極２６がストライプ状に形成されている。 As shown in FIG. 3A, the planar shape of the partial electrode 26 is long and thin. Here, the planar shape of the partial electrode 26 is, for example, a rectangle. The plurality of partial electrodes 26 are arranged in parallel to each other. In other words, the plurality of partial electrodes 26 are formed in a stripe shape.

センサ電極部１０ａ、１０ｂは、積雪方向、即ち、積雪が進行する予定の方向に複数の部分電極２６が配列された状態になるように、測定箇所に設置される。例えば、センサ電極部１０ａ、１０ｂは、鉛直方向において複数の部分電極２６が配列された状態となるように、測定箇所に設置される。また、センサ電極部１０ａ、１０ｂは、積雪方向に対して部分電極２６の長手方向が交差した状態となるように、測定箇所に設置される。例えば、センサ電極部１０ａ、１０ｂは、部分電極２６の長手方向が水平方向に沿った状態となるように、測定箇所に設置される。 The sensor electrode portions 10a and 10b are installed at measurement locations so that a plurality of partial electrodes 26 are arranged in the snow accumulation direction, that is, the direction in which snow accumulation is planned. For example, the sensor electrode units 10a and 10b are installed at measurement locations so that a plurality of partial electrodes 26 are arranged in the vertical direction. In addition, the sensor electrode portions 10a and 10b are installed at the measurement location so that the longitudinal direction of the partial electrode 26 intersects the snow accumulation direction. For example, the sensor electrode portions 10a and 10b are installed at the measurement location so that the longitudinal direction of the partial electrode 26 is in a state along the horizontal direction.

これら複数の部分電極２６、即ち、部分電極群により、センサ電極２７が形成されている。 A sensor electrode 27 is formed by the plurality of partial electrodes 26, that is, the partial electrode group.

基材２４の材料としては、熱伝導率の比較的小さい、絶縁性の材料が用いられている。ここでは、基材２４の材料として、例えばＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer）が用いられている。 As the material of the base material 24, an insulating material having a relatively low thermal conductivity is used. Here, as the material of the base material 24, for example, ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) is used.

部分電極２６の材料としては、導電性の材料が用いられている。ここでは、部分電極２６の材料として、例えば金属が用いられている。センサ電極部１０ａ、１０ｂは、積雪に埋もれ、高湿な環境に長期間放置されることとなる。高湿な環境においても部分電極２６が腐食するのを防止すべく、部分電極２６の材料としては、耐食性が高い材料を用いることが好ましい。ここでは、部分電極２６ａの材料として、例えばステンレス鋼を用いる。 As a material of the partial electrode 26, a conductive material is used. Here, for example, metal is used as the material of the partial electrode 26. The sensor electrode portions 10a and 10b are buried in snow and are left in a humid environment for a long time. In order to prevent the partial electrode 26 from corroding even in a high humidity environment, it is preferable to use a material having high corrosion resistance as the material of the partial electrode 26. Here, for example, stainless steel is used as the material of the partial electrode 26a.

部分電極２６の長手方向の寸法Ｌ１は、例えば１００〜２００ｍｍ程度とする。部分電極の幅Ｗ１、即ち、部分電極２６の長手方向に直交する方向における部分電極２６の寸法は、例えば１０ｍｍ程度とする。部分電極２６の厚さは、例えば２ｍｍ程度とする。 The dimension L1 in the longitudinal direction of the partial electrode 26 is, for example, about 100 to 200 mm. The width W1 of the partial electrode, that is, the dimension of the partial electrode 26 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the partial electrode 26 is, for example, about 10 mm. The thickness of the partial electrode 26 is about 2 mm, for example.

互いに隣接する部分電極２６間の距離（スペース）Ｄ１は、互いに対向する一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２と比較して十分に小さいことが好ましい。互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１を、互いに対向する一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２に対して十分に小さく設定することにより、センサ電極を全体的に形成した場合とほぼ同等の静電容量が得られるためである。 A distance (space) D1 between the adjacent partial electrodes 26 is preferably sufficiently smaller than a distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b facing each other. By setting the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 to be sufficiently smaller than the distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b facing each other, the sensor electrodes are formed as a whole. This is because a capacitance almost equal to that in the case can be obtained.

ここで、シミュレーション結果について図４を用いて説明する。 Here, a simulation result is demonstrated using FIG.

図４は、シミュレーションに用いたセンサ電極部を示す側面図である。 FIG. 4 is a side view showing the sensor electrode unit used in the simulation.

図４（ａ）は、実施例１の場合を示すものであり、互いに対向するように配されたセンサ電極部１０ａ、１０ｂを側部から見た状態を示している。実施例１は、本実施形態による積雪測定装置に対応するものである。各々のセンサ電極部１０ａ、１０ｂには、互いに並行するように複数の部分電極２６が配されている。部分電極２６の長手方向は、図４（ａ）における紙面垂直方向である。部分電極２６の幅Ｗ１、即ち、部分電極２６の長手方向に直交する方向における部分電極２６の寸法は、１０ｍｍとした。部分電極２６間の距離Ｄ１は、１０ｍｍとした。配列した部分電極２６の数は、１１個とした。間隙を隔てて形成された複数の部分電極２６によりセンサ電極２７が形成されている。互いに対向する一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２は、１００ｍｍとした。 FIG. 4A shows the case of the first embodiment, and shows a state where the sensor electrode portions 10a and 10b arranged so as to face each other are viewed from the side. Example 1 corresponds to the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. Each sensor electrode part 10a, 10b is provided with a plurality of partial electrodes 26 so as to be parallel to each other. The longitudinal direction of the partial electrode 26 is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. The width W1 of the partial electrode 26, that is, the dimension of the partial electrode 26 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the partial electrode 26 was 10 mm. The distance D1 between the partial electrodes 26 was 10 mm. The number of partial electrodes 26 arranged was eleven. A sensor electrode 27 is formed by a plurality of partial electrodes 26 formed with a gap therebetween. A distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b facing each other was 100 mm.

図４（ｂ）は、比較例１の場合を示すものであり、互いに対向するように配されたセンサ電極部１１０ａ、１１０ｂを側部から見た状態を示している。比較例１では、センサ電極１２６が複数に分割されておらず、センサ電極１２６がセンサ電極部１１０ａ、１１０ｂ内に全体的に形成されている。図４（ｂ）の紙面上下方向におけるセンサ電極１２６の寸法は、２１０ｍｍとした。即ち、実施例１においてセンサ電極２７が形成されている範囲と、比較例１においてセンサ電極１２６が形成されている範囲とを等しく設定した。 FIG. 4B shows the case of Comparative Example 1, and shows a state in which the sensor electrode portions 110a and 110b arranged to face each other are viewed from the side. In Comparative Example 1, the sensor electrode 126 is not divided into a plurality, and the sensor electrode 126 is entirely formed in the sensor electrode portions 110a and 110b. The dimension of the sensor electrode 126 in the vertical direction on the paper surface of FIG. That is, the range in which the sensor electrode 27 is formed in Example 1 is set equal to the range in which the sensor electrode 126 is formed in Comparative Example 1.

シミュレーションの手法としては、二次元の有限要素解析を用いた。 As a simulation method, two-dimensional finite element analysis was used.

比較例１の場合には、図４（ｂ）の紙面垂直方向における１ｍ当たりの静電容量値は、２８．１ｐＦであった。 In the case of Comparative Example 1, the capacitance value per meter in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4B was 28.1 pF.

これに対し、実施例１の場合には、図４（ａ）の紙面垂直方向における１ｍ当たりの静電容量値は、２８．０ｐＦであった。 On the other hand, in the case of Example 1, the capacitance value per meter in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4A was 28.0 pF.

これらのことから、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１を、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２に対して十分に小さく設定すれば、センサ電極１２６を分割していない場合とほぼ同等の静電容量値が得られることがわかる。 Therefore, if the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 is set sufficiently smaller than the distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b, the sensor electrode 126 is divided. It can be seen that a capacitance value almost equal to that in the case where there is no capacitance can be obtained.

実施例１と比較例１とでほぼ同等の静電容量値が得られるのは、以下のような理由によるものである。即ち、実施例１では、センサ電極２７のうちの部分電極２６が存在しない箇所の分の電界が、部分電極２６が存在する箇所に集中する。このため、センサ電極２７からある程度離間した箇所においては、電界が全体として平均化され、センサ電極を分割せずに全体的に形成した場合とほぼ同様の電界分布となる。このため、実施例１と比較例１とでほぼ同等の静電容量値が得られる。 The reason why substantially the same capacitance value is obtained in Example 1 and Comparative Example 1 is as follows. That is, in the first embodiment, the electric field corresponding to the portion of the sensor electrode 27 where the partial electrode 26 does not exist concentrates on the portion where the partial electrode 26 exists. For this reason, the electric field is averaged as a whole at a location apart from the sensor electrode 27 to some extent, and the electric field distribution is almost the same as when the sensor electrode is formed as a whole without being divided. For this reason, substantially the same electrostatic capacitance value is obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

センサ電極を全体的に形成した場合と同様の静電容量値を得るためには、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１を、互いに対向する一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２の１０分の１以下とすることが好ましい。換言すれば、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２を、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１の１０倍以上とすることが好ましい。 In order to obtain the same capacitance value as when the sensor electrodes are formed as a whole, the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 is set between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b facing each other. It is preferable to set it to 1/10 or less of the distance D2. In other words, it is preferable that the distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b is 10 times or more the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26.

本実施形態では、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１を、例えば１０ｍｍ程度とする。また、上述したように、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２は、３００ｍｍ程度とする。 In the present embodiment, the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 is, for example, about 10 mm. As described above, the distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b is about 300 mm.

このように、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１を一対のセンサ電極２７間の距離Ｄ２に対して十分に小さく設定すれば、センサ電極を全体的に形成した場合とほぼ同等の静電容量値が得られ、検出感度が低下してしまうことはない。 Thus, if the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 is set to be sufficiently smaller than the distance D2 between the pair of sensor electrodes 27, the electrostatic capacity is substantially equivalent to the case where the sensor electrodes are formed as a whole. A value is obtained and the detection sensitivity is not lowered.

センサ電極部１０ａ、１０ｂ内にそれぞれ配する部分電極２６の数は、例えば１０〜２０個程度とする。 The number of partial electrodes 26 disposed in each of the sensor electrode portions 10a and 10b is about 10 to 20, for example.

図３（ｂ）は、接続部材３０のレイアウトを示す平面図である。互いに並行するように配列された複数の部分電極２６は、接続部材３０に電気的に接続されている。これにより、複数の部分電極２６は接続部材３０により互いに電気的に接続されている。接続部材３０は、例えば基材２４に埋め込まれている。接続部材３０の断面積は、部分電極２６の断面積（部分電極２６の長手方向の寸法Ｌ１と部分電極２６の厚さとの積）に対して十分に小さく設定されている。接続部材３０の断面積は、部分電極２６の断面積の例えば３０分の１以下とすることが好ましい。更には、接続部材３０の断面積は、部分電極２６の断面積の例えば１００分の１以下とすることがより好ましい。接続部材３０の断面積をこのように極めて小さく設定するのは、積雪の上面から露出している部分の部分電極２６が太陽光の照射により昇温した際に、積雪に埋もれている部分の他の部分電極２６に熱が伝わるのを十分に防止するためである。接続部材３０としては、例えば金属線（針金）等を用いることができる。金属線３０の直径は、例えば１ｍｍ程度とする。金属線３０の材料としては、例えばステンレス鋼を用いる。金属線３０の長手方向は、例えば、部分電極２６の長手方向に対して垂直な方向とする。換言すれば、金属線３０の長手方向は、複数の部分電極２６が配列されている方向とする。更に換言すれば、金属線３０の長手方向は、積雪方向、即ち、積雪が進行する予定の方向とする。 FIG. 3B is a plan view showing the layout of the connection member 30. The plurality of partial electrodes 26 arranged in parallel to each other are electrically connected to the connection member 30. Thereby, the plurality of partial electrodes 26 are electrically connected to each other by the connection member 30. The connection member 30 is embedded in the base material 24, for example. The cross-sectional area of the connection member 30 is set to be sufficiently smaller than the cross-sectional area of the partial electrode 26 (the product of the longitudinal dimension L1 of the partial electrode 26 and the thickness of the partial electrode 26). It is preferable that the cross-sectional area of the connection member 30 is, for example, 1/30 or less of the cross-sectional area of the partial electrode 26. Furthermore, it is more preferable that the cross-sectional area of the connection member 30 is, for example, 1/100 or less of the cross-sectional area of the partial electrode 26. The cross-sectional area of the connecting member 30 is set to be extremely small in this way when the portion of the partial electrode 26 exposed from the upper surface of the snow is heated by the irradiation of sunlight, in addition to the portion buried in the snow. This is to sufficiently prevent heat from being transmitted to the partial electrode 26. As the connection member 30, for example, a metal wire (wire) or the like can be used. The diameter of the metal wire 30 is about 1 mm, for example. As a material of the metal wire 30, for example, stainless steel is used. The longitudinal direction of the metal wire 30 is, for example, a direction perpendicular to the longitudinal direction of the partial electrode 26. In other words, the longitudinal direction of the metal wire 30 is the direction in which the plurality of partial electrodes 26 are arranged. In other words, the longitudinal direction of the metal wire 30 is the snow accumulation direction, that is, the direction in which the snow accumulation is scheduled to proceed.

なお、接続部材３０は、金属線に限定されるものではない。接続部材３０として、例えば金属等の棒状体等を用いてもよい。 The connecting member 30 is not limited to a metal wire. As the connection member 30, for example, a rod-shaped body such as a metal may be used.

部分電極２６及び接続部材３０が埋め込まれた基材２４の一方の主面には、保護板３２が取り付けられている。保護板３２の材料としては、例えば、基材２４の材料と同様に、ＡＢＳ樹脂等を用いる。保護板３２の厚さは、例えば３ｍｍ程度とする。 A protective plate 32 is attached to one main surface of the base material 24 in which the partial electrode 26 and the connection member 30 are embedded. As a material of the protection plate 32, for example, an ABS resin or the like is used similarly to the material of the substrate 24. The thickness of the protection plate 32 is about 3 mm, for example.

こうして、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂが形成されている。 Thus, a pair of sensor electrode portions 10a and 10b is formed.

一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂは、互いに対向するように設置される。互いに対向する一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２は、例えば３００ｍｍ程度とする。センサ電極部１０ａ、１０ｂは、図２に示すように、支柱（支持体）３４によりそれぞれ支持され、測定箇所に設置される。センサ電極部１０ａ、１０ｂを設置する際には、上述したように、複数の部分電極２６が配列されている方向が積雪方向になるように設置する。 The pair of sensor electrode portions 10a and 10b are installed so as to face each other. A distance D2 between the sensor electrodes 27 of the pair of sensor electrode portions 10a and 10b facing each other is, for example, about 300 mm. As shown in FIG. 2, the sensor electrode portions 10 a and 10 b are respectively supported by support columns (supports) 34 and installed at measurement locations. When the sensor electrode portions 10a and 10b are installed, as described above, the sensor electrodes 10a and 10b are installed so that the direction in which the plurality of partial electrodes 26 are arranged is the snow accumulation direction.

一方のセンサ電極部１０ａは、信号線（電線、接続線、接続ケーブル）３６を介して、信号源（印加電圧信号源）１２に電気的に接続されている。より具体的には、センサ電極部１０ａの接続部材３０の端部が、信号線３６を介して、信号源１２に電気的に接続されている。信号源１２は、センサ電極部１０ａに交流電圧信号を印加するためのものである。信号源１２から発せられる交流電圧信号の周波数は、例えば５ＭＨｚ程度とする。信号源１２から発せられる交流電圧信号の大きさは、例えば５Ｖ程度とする。 One sensor electrode portion 10 a is electrically connected to a signal source (applied voltage signal source) 12 through a signal line (electric wire, connection line, connection cable) 36. More specifically, the end portion of the connection member 30 of the sensor electrode portion 10 a is electrically connected to the signal source 12 via the signal line 36. The signal source 12 is for applying an AC voltage signal to the sensor electrode unit 10a. The frequency of the AC voltage signal generated from the signal source 12 is, for example, about 5 MHz. The magnitude of the AC voltage signal generated from the signal source 12 is, for example, about 5V.

他方のセンサ電極部１０ｂは、信号線（電線、接続線、接続ケーブル）３８を介して、検出回路１４に接続されている。より具体的には、センサ電極部１０ｂの接続部材３０の端部が、信号線３８を介して、検出回路１４に接続されている。検出回路１４は、センサ電極部１０ｂを介して流れ込む電流を検出するものである。 The other sensor electrode portion 10 b is connected to the detection circuit 14 via a signal line (electric wire, connection line, connection cable) 38. More specifically, the end portion of the connection member 30 of the sensor electrode portion 10 b is connected to the detection circuit 14 via the signal line 38. The detection circuit 14 detects a current flowing through the sensor electrode portion 10b.

検出回路１４により検出される電流信号（電流波形）の振幅は、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂにおける静電容量値に比例する。雪が堆積すると、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂ間には積雪が存在する状態となる。一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂにおける静電容量値は、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂ間に堆積された積雪の密度に比例する。従って、検出回路１４により検出される電流信号の振幅は、一対のセンサ電極部１０ａ、１０ｂ間に堆積される積雪の密度に比例する。従って、検出回路１４により検出される電流信号の振幅に基づいて、静電容量を求めることが可能であり、また、積雪の密度等を求めることが可能である。 The amplitude of the current signal (current waveform) detected by the detection circuit 14 is proportional to the capacitance value in the pair of sensor electrode portions 10a and 10b. If snow accumulates, it will be in the state in which snow exists between a pair of sensor electrode parts 10a and 10b. The electrostatic capacitance value in a pair of sensor electrode parts 10a and 10b is proportional to the density of the snow accumulation accumulated between a pair of sensor electrode parts 10a and 10b. Therefore, the amplitude of the current signal detected by the detection circuit 14 is proportional to the density of snow accumulated between the pair of sensor electrode portions 10a and 10b. Therefore, it is possible to determine the electrostatic capacity based on the amplitude of the current signal detected by the detection circuit 14, and it is also possible to determine the density of snow.

制御処理部（システム制御部）１６は、積雪測定装置全体の制御を司るとともに、所定の演算処理等を行うものである。制御処理部１６としては、例えばパーソナルコンピュータ等が用いられる。 The control processing unit (system control unit) 16 controls the entire snow measurement device and performs predetermined arithmetic processing and the like. As the control processing unit 16, for example, a personal computer or the like is used.

制御処理部１６には、操作者が命令を入力するための入力部２０が接続されている。入力部２０としては、例えば、キーボードやマウス等を用いることができる。 The control processor 16 is connected to an input unit 20 for an operator to input commands. For example, a keyboard or a mouse can be used as the input unit 20.

制御処理部１６には、記憶部１８が接続されている。記憶部１８には、静電容量や積雪の密度を求める際に用いられるテーブル値のデータや、測定結果のデータ等、様々なデータが一時的又は継続的に記憶される。記憶部１８は、例えばハードディスクドライブやＲＡＭ等により構成することができる。また、記憶部１８には、制御処理部１６に所定の制御や処理等を行わせるためのコンピュータプログラムがインストールされている。 A storage unit 18 is connected to the control processing unit 16. The storage unit 18 temporarily or continuously stores various data such as table value data and measurement result data used for obtaining the capacitance and the density of snow. The storage unit 18 can be configured by, for example, a hard disk drive or a RAM. The storage unit 18 is installed with a computer program for causing the control processing unit 16 to perform predetermined control and processing.

本実施形態による積雪測定装置を用いて積雪の測定を行う際には、信号源１２から電圧信号を発するとともに、検出回路１４により電流波形を検出する。信号源１２の制御や検出回路１４の制御は、制御処理部１６により行われる。制御処理部１６は、検出回路１４により検出された信号電流（電流波形）の大きさに基づいて、積雪の密度等を求める。具体的には、例えば、予め用意されたテーブル値を用いて、信号電流の大きさを積雪の密度に換算する。かかるテーブルは、有限要素解析等のシミュレーションにより求めてもよいし、実測により求めてもよい。 When snow is measured using the snow measurement device according to the present embodiment, a voltage signal is generated from the signal source 12 and a current waveform is detected by the detection circuit 14. Control of the signal source 12 and control of the detection circuit 14 are performed by a control processing unit 16. The control processing unit 16 obtains the snow density and the like based on the magnitude of the signal current (current waveform) detected by the detection circuit 14. Specifically, for example, the magnitude of the signal current is converted into the density of snow using a table value prepared in advance. Such a table may be obtained by simulation such as finite element analysis or may be obtained by actual measurement.

なお、検出された信号電流の大きさに基づいて静電容量値を求め、かかる静電容量値に基づいて積雪の密度等を求めるようにしてもよい。検出された信号電流の大きさに基づいて静電容量を求める場合には、例えば、予め用意されたテーブル値を用いて、信号電流の大きさを静電容量値に換算する。信号電流の大きさを静電容量値に換算するためのテーブル値は、回路シミュレーションにより求めてもよいし、実測により求めてもよい。また、静電容量値に基づいて積雪の密度を求める場合には、例えば、予め用意されたテーブル値を用いて、静電容量値の大きさを積雪の密度に換算する。静電容量値を積雪の密度に換算するためのテーブル値は、有限要素解析等のシミュレーションにより求めてもよいし、実測により求めてもよい。 The capacitance value may be obtained based on the detected signal current, and the density of the snow cover may be obtained based on the capacitance value. When obtaining the capacitance based on the magnitude of the detected signal current, for example, the magnitude of the signal current is converted into a capacitance value using a table value prepared in advance. The table value for converting the magnitude of the signal current into the capacitance value may be obtained by circuit simulation or may be obtained by actual measurement. Further, when obtaining the density of snow based on the capacitance value, for example, the size of the capacitance value is converted into the density of snow using a table value prepared in advance. The table value for converting the capacitance value to the density of snow may be obtained by simulation such as finite element analysis or may be obtained by actual measurement.

また、検出された信号電流の大きさに基づいて積雪の誘電率を求め、積雪の密度を求めなくてもよい。 Also, the snow permittivity may be determined based on the magnitude of the detected signal current, and the density of snow may not be determined.

このように、本実施形態による積雪測定装置は、積雪の密度を測定するものであってもよいし、積雪の誘電率を測定するものであってもよい。即ち、本実施形態による積雪測定装置は、積雪密度測定装置であってもよいし、誘電率測定装置であってもよい。 Thus, the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment may measure the density of snow, or may measure the dielectric constant of snow. That is, the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment may be a snow cover density measuring apparatus or a dielectric constant measuring apparatus.

このように、本実施形態によれば、センサ電極２７が複数の部分電極２６に分割されており、かかる複数の部分電極２６が積雪方向に配列されている。このため、積雪の上面から露出している部分の部分電極２６が太陽光の照射により熱せられたとしても、積雪に埋もれている部分の部分電極２６に熱が伝わり難い。このため、積雪に埋もれている部分の部分電極２６が昇温してしまうのを抑制することができ、積雪に埋もれた部分のセンサ電極部１０ａ、１０ｂによる積雪の融解を防止することができる。このため、本実施形態によれば、センサ電極部１０ａ、１０ｂと積雪との間に間隙が生じるのを防止することができる。センサ電極部１０ａ、１０ｂと積雪との間に間隙が生じるのを防止することができるため、本実施形態によれば、積雪の密度等の積雪の物理量を正確に測定することができる。 Thus, according to the present embodiment, the sensor electrode 27 is divided into the plurality of partial electrodes 26, and the plurality of partial electrodes 26 are arranged in the snow accumulation direction. For this reason, even if the portion of the partial electrode 26 exposed from the upper surface of the snow is heated by the irradiation of sunlight, it is difficult for heat to be transmitted to the portion of the partial electrode 26 buried in the snow. For this reason, it can suppress that the partial electrode 26 of the part buried in snow cover raises temperature, and can prevent melting of the snow cover by the sensor electrode parts 10a and 10b of the part buried in snow cover. For this reason, according to this embodiment, it can prevent that a gap | interval arises between the sensor electrode parts 10a and 10b and snow cover. Since it is possible to prevent a gap from being generated between the sensor electrode portions 10a and 10b and the snow cover, according to the present embodiment, it is possible to accurately measure a physical quantity of snow cover such as the density of the snow cover.

（変形例（その１））
次に、本実施形態の変形例（その１）による積雪測定装置について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本変形例による積雪測定装置のセンサ電極部を示す断面図である。図６は、本変形例による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。図６（ａ）は、部分電極２６のレイアウトを示す平面図である。図６（ｂ）は、接続部材４０のレイアウトを示す平面図である。図６（ｃ）は、接続部材３０のレイアウトを示す平面図である。 (Modification (Part 1))
Next, a snow cover measuring apparatus according to a modification (part 1) of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the sensor electrode portion of the snow cover measuring apparatus according to this modification. FIG. 6 is a plan view showing the layout of the components of the sensor electrode section of the snow cover measuring apparatus according to this modification. FIG. 6A is a plan view showing the layout of the partial electrodes 26. FIG. 6B is a plan view showing the layout of the connection member 40. FIG. 6C is a plan view showing the layout of the connection member 30.

本変形例による積雪測定装置は、基材２４に埋め込まれた接続部材４０を介して部分電極２６が接続部材３０に接続されているものである。 In the snow cover measuring apparatus according to this modification, the partial electrode 26 is connected to the connection member 30 via the connection member 40 embedded in the base material 24.

図５に示すように、基材２４には、接続部材４０が埋め込まれている。接続部材４０は、図６（ｂ）に示すようなレイアウトで配されている。接続部材４０としては、例えば金属製のピンや金属線等が用いられる。かかる接続部材４０は、部分電極２６と接続部材３０とを電気的に接続するためのものである。接続部材４０の長手方向は、基材２４の主面の法線方向に沿う方向である。接続部材４０は、各々の部分電極２６に対応するように基材２４に埋め込まれている。接続部材４０の直径は、例えば２ｍｍ程度とする。接続部材４０の断面積は、部分電極２６の断面積（部分電極２６の長手方向の寸法Ｌ１と部分電極２６の厚さとの積）に対して十分に小さく設定されている。接続部材４０の断面積をこのように十分に小さく設定するのは、積雪の上面から露出している部分の部分電極２６が太陽光の照射により昇温した際に、積雪に埋もれている部分の他の部分電極２６に熱が伝わるのを十分に防止するためである。 As shown in FIG. 5, the connection member 40 is embedded in the base material 24. The connection members 40 are arranged in a layout as shown in FIG. As the connection member 40, for example, a metal pin, a metal wire, or the like is used. The connection member 40 is for electrically connecting the partial electrode 26 and the connection member 30. The longitudinal direction of the connecting member 40 is a direction along the normal direction of the main surface of the substrate 24. The connecting member 40 is embedded in the base material 24 so as to correspond to each partial electrode 26. The diameter of the connection member 40 is about 2 mm, for example. The cross-sectional area of the connection member 40 is set sufficiently smaller than the cross-sectional area of the partial electrode 26 (the product of the longitudinal dimension L1 of the partial electrode 26 and the thickness of the partial electrode 26). The reason why the cross-sectional area of the connecting member 40 is set to be sufficiently small in this manner is that the portion of the partial electrode 26 exposed from the upper surface of the snow is heated by the irradiation of sunlight when the portion is buried in the snow. This is to sufficiently prevent heat from being transmitted to the other partial electrodes 26.

接続部材４０が埋め込まれた基材２４の一方の面側には、複数の部分電極２６が配されている。複数の部分電極２６は、図６（ａ）に示すようなレイアウトで配されている。 A plurality of partial electrodes 26 are arranged on one surface side of the base material 24 in which the connection member 40 is embedded. The plurality of partial electrodes 26 are arranged in a layout as shown in FIG.

接続部材４０が埋め込まれた基材２４の他方の面側には、接続部材３０が配されている。接続部材３０は、図６（ｃ）に示すようなレイアウトで配されている。 The connection member 30 is disposed on the other surface side of the base member 24 in which the connection member 40 is embedded. The connecting members 30 are arranged in a layout as shown in FIG.

複数の部分電極２６は、それぞれ接続部材４０を介して接続部材３０に電気的に接続されている。 The plurality of partial electrodes 26 are each electrically connected to the connection member 30 via the connection member 40.

本実施形態では、互いに隣接する部分電極２６同士の接続経路が接続部材４０の分だけ長くなる。このため、積雪の上面から露出している部分の部分電極２６が太陽光の照射により昇温した際に、積雪に埋もれている部分の他の部分電極２６に熱が伝わるのを十分に防止し得る。 In the present embodiment, the connection path between the adjacent partial electrodes 26 becomes longer by the length of the connection member 40. Therefore, when the portion of the partial electrode 26 exposed from the upper surface of the snow is heated by irradiation with sunlight, it is possible to sufficiently prevent heat from being transmitted to the other partial electrode 26 buried in the snow. obtain.

このように、基材２４に埋め込まれた接続部材４０を介して、部分電極２６を接続部材３０に電気的に接続してもよい。 As described above, the partial electrode 26 may be electrically connected to the connection member 30 via the connection member 40 embedded in the base member 24.

（変形例（その２））
次に、本実施形態の変形例（その２）による積雪測定装置について図７を用いて説明する。図７は、本変形例による積雪測定装置のセンサ電極部を示す断面図である。 (Modification (Part 2))
Next, a snow cover measuring apparatus according to a modification (No. 2) of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the sensor electrode portion of the snow cover measuring apparatus according to this modification.

本変形例による積雪測定装置は、保護板３２が更に設けられているものである。 The snow cover measuring apparatus according to this modification is further provided with a protective plate 32.

図７に示すように、部分電極２６、接続部材３０、４０が形成された基材２４の一方の面側には、保護板３２が配されている。保護板３２が取り付けられた基材２４の周縁は、図示しない封止材により封止されている
このように、保護板３２を更に設けるようにしてもよい。 As shown in FIG. 7, a protective plate 32 is disposed on one surface side of the base material 24 on which the partial electrode 26 and the connection members 30 and 40 are formed. The periphery of the base material 24 to which the protective plate 32 is attached is sealed with a sealing material (not shown). Thus, the protective plate 32 may be further provided.

［第２実施形態］
第２実施形態による積雪測定装置について図８乃至図１１を用いて説明する。図８は、本実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。図９は、本実施形態による積雪測定装置のセンサ電極部の構成要素のレイアウトを示す平面図である。図１乃至図７に示す第１実施形態による積雪測定装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。 [Second Embodiment]
A snow cover measuring apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 9 is a plan view showing a layout of components of the sensor electrode unit of the snow measurement device according to the present embodiment. The same components as those in the snow measurement apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本実施形態による積雪測定装置は、センサ電極２７の背面側を遮蔽するシールド電極４３が更に形成されているものである。 In the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment, a shield electrode 43 that shields the back side of the sensor electrode 27 is further formed.

図８に示すように、板状の基材（支持体、支持板）２４の一方の主面側には、複数の部分電極２６が配されている。各々の部分電極２６は、基材２４に形成された溝２８内にそれぞれ埋め込まれている。部分電極２６のレイアウトは、図３（ａ）を用いて上述した第１実施形態による積雪測定装置のセンサ電極部１０ａ、１０ｂの部分電極２６のレイアウトと同様である。これら複数の部分電極２６、即ち、部分電極群により、センサ電極２７が形成されている。 As shown in FIG. 8, a plurality of partial electrodes 26 are arranged on one main surface side of the plate-like base material (support body, support plate) 24. Each partial electrode 26 is embedded in a groove 28 formed in the substrate 24. The layout of the partial electrodes 26 is the same as the layout of the partial electrodes 26 of the sensor electrode portions 10a and 10b of the snow cover measuring apparatus according to the first embodiment described above with reference to FIG. A sensor electrode 27 is formed by the plurality of partial electrodes 26, that is, the partial electrode group.

複数の部分電極２６は、基材２４に埋め込まれた接続部材３０に電気的に接続されている。接続部材３０のレイアウトは、図３（ｂ）を用いて上述した第１実施形態による積雪測定装置のセンサ電極部１０ａ、１０ｂの接続部材３０のレイアウトと同様である。 The plurality of partial electrodes 26 are electrically connected to a connection member 30 embedded in the base material 24. The layout of the connection member 30 is the same as the layout of the connection member 30 of the sensor electrode portions 10a and 10b of the snow measurement device according to the first embodiment described above with reference to FIG.

基材２４の一方の面側には、保護板３２が取り付けられている。 A protective plate 32 is attached to one surface side of the substrate 24.

板状の基材２４の他方の主面側には、複数のシールド用部分電極４２が配されている。各々のシールド用部分電極４２は、基材２４に形成された溝４４内にそれぞれ埋め込まれている。シールド用部分電極４２の材料としては、部分電極２６と同様の材料が用いられている。これら複数のシールド用部分電極４２、即ち、シールド用部分電極群により、シールド電極４３が形成されている。 On the other main surface side of the plate-like substrate 24, a plurality of shield partial electrodes 42 are arranged. Each shield partial electrode 42 is embedded in a groove 44 formed in the substrate 24. As the material of the shield partial electrode 42, the same material as that of the partial electrode 26 is used. A shield electrode 43 is formed by the plurality of shield partial electrodes 42, that is, the shield partial electrode group.

シールド電極４３は、センサ電極２７の背面側、即ち、センサ電極２７の表面側（検出面側）と反対の面側を遮蔽するためのものである。シールド電極４３は、支柱３４が金属等により形成されている場合に、センサ電極部１０ａ、１０ｂの静電容量に支柱３４が悪影響を及ぼすのを防止する。 The shield electrode 43 is for shielding the back side of the sensor electrode 27, that is, the surface side opposite to the surface side (detection surface side) of the sensor electrode 27. The shield electrode 43 prevents the column 34 from adversely affecting the capacitance of the sensor electrode portions 10a and 10b when the column 34 is made of metal or the like.

図９（ａ）は、シールド用部分電極のレイアウトを示す平面図である。 FIG. 9A is a plan view showing a layout of the shield partial electrode.

複数のシールド用部分電極４２は、部分電極２６に対応するよう配されている。シールド用部分電極４２の平面形状や寸法は、部分電極２６の平面形状や寸法と同様とする。 The plurality of shielding partial electrodes 42 are arranged so as to correspond to the partial electrodes 26. The planar shape and dimensions of the shield partial electrode 42 are the same as the planar shape and dimensions of the partial electrode 26.

複数のシールド用部分電極４２は、基材２４に埋め込まれた接続部材４６に電気的に接続されている。接続部材４６の寸法や材料等は、例えば、接続部材３０の寸法や材料等と同様とする。 The plurality of shield partial electrodes 42 are electrically connected to a connection member 46 embedded in the base material 24. The dimensions and materials of the connection member 46 are the same as the dimensions and material of the connection member 30, for example.

基材２４の他方の面側には、保護板４８が取り付けられている。保護板４８の材料は、例えば保護板３２の材料と同様とする。 A protective plate 48 is attached to the other surface side of the substrate 24. The material of the protection plate 48 is the same as the material of the protection plate 32, for example.

部分電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３は、以下に示す理由により、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１の０．８倍以上とすることが好ましい。部分電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３が小さい場合には、部分電極２６とシールド用部分電極４２との結合が過度に強くなり、部分電極２６から電界が広がりにくくなり、検出感度の低下等を招いてしまうためである。 The distance D3 between the partial electrode 26 and the shielding partial electrode 42 is preferably 0.8 times or more the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 for the following reason. When the distance D3 between the partial electrode 26 and the shield partial electrode 42 is small, the coupling between the partial electrode 26 and the shield partial electrode 42 becomes excessively strong, and the electric field does not easily spread from the partial electrode 26, thereby detecting This is because the sensitivity is lowered.

ここで、シミュレーション結果について図１０を用いて説明する。図１０は、シミュレーションに用いたセンサ電極部を示す側面図である。 Here, a simulation result is demonstrated using FIG. FIG. 10 is a side view showing the sensor electrode unit used in the simulation.

図１０（ａ）は、実施例２の場合を示すものであり、互いに対向するように配されたセンサ電極部１０ａ、１０ｂを側部から見た状態を示している。実施例２は、本実施形態による積雪測定装置に対応するものである。互いに並行するように複数の部分電極２６が配されている。部分電極２６の長手方向は、図１０（ａ）における紙面垂直方向である。また、部分電極２６に対応するようにシールド用部分電極４２が配されている。部分電極２６の幅Ｗ１、即ち、部分電極２６の長手方向に直交する方向における部分電極２６の寸法は、１０ｍｍとした。シールド用部分電極４２の幅も、部分電極２６の幅Ｗ１と同様に１０ｍｍとした。部分電極２６間の距離Ｄ１は、１０ｍｍとした。シールド用部分電極４２間の距離も、部分電極２６間の距離Ｄ１と同様に１０ｍｍとした。配列した部分電極２６の数は、１１個とした。センサ電極部１０ａ、１０ｂのセンサ電極２７間の距離Ｄ２は、１００ｍｍとした。部分電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３を変化させてシミュレーションを行った。 FIG. 10A shows the case of Example 2, and shows a state in which the sensor electrode portions 10a and 10b arranged so as to face each other are viewed from the side. Example 2 corresponds to the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. A plurality of partial electrodes 26 are arranged so as to be parallel to each other. The longitudinal direction of the partial electrode 26 is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. In addition, a shield partial electrode 42 is arranged so as to correspond to the partial electrode 26. The width W1 of the partial electrode 26, that is, the dimension of the partial electrode 26 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the partial electrode 26 was 10 mm. Similarly to the width W1 of the partial electrode 26, the width of the shielding partial electrode 42 was set to 10 mm. The distance D1 between the partial electrodes 26 was 10 mm. The distance between the shielding partial electrodes 42 was also set to 10 mm, similar to the distance D1 between the partial electrodes 26. The number of partial electrodes 26 arranged was eleven. The distance D2 between the sensor electrodes 27 of the sensor electrode portions 10a and 10b was 100 mm. The simulation was performed by changing the distance D3 between the partial electrode 26 and the shielding partial electrode 42.

図１０（ｂ）は、比較例２の場合を示すものであり、互いに対向するように配されたセンサ電極部１１０ａ、１１０ｂを側部から見た状態を示している。比較例２では、センサ電極１２６が複数に分割されておらず、センサ電極部１１０ａ、１１０ｂ内に全体的に形成されている。センサ電極１２６に対応するようにシールド用電極１４２が配されている。図１０（ｂ）の紙面上下方向における電極１２６及びシールド用電極１４２の寸法は、２１０ｍｍとした。即ち、実施例２においてセンサ電極２７及びシールド用電極４３が形成されている範囲と、比較例２においてセンサ電極１２６及びシールド用電極１４２が形成されている範囲とを等しく設定した。電極１２６とシールド用電極１４２との間の距離は、１０ｍｍとした。 FIG. 10B shows the case of Comparative Example 2 and shows a state where the sensor electrode portions 110a and 110b arranged so as to face each other are viewed from the side. In the comparative example 2, the sensor electrode 126 is not divided into a plurality, and is formed entirely in the sensor electrode portions 110a and 110b. A shield electrode 142 is arranged so as to correspond to the sensor electrode 126. The dimension of the electrode 126 and the shield electrode 142 in the vertical direction of the paper in FIG. 10B was 210 mm. That is, the range in which the sensor electrode 27 and the shield electrode 43 are formed in Example 2 is set equal to the range in which the sensor electrode 126 and the shield electrode 142 are formed in Comparative Example 2. The distance between the electrode 126 and the shield electrode 142 was 10 mm.

比較例２の場合には、図１０（ｂ）の紙面垂直方向における１ｍ当たりの静電容量値は、２０．０ｐＦであった。 In the case of Comparative Example 2, the capacitance value per meter in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 10B was 20.0 pF.

図１１は、比較例２の静電容量値に対する実施例２の静電容量値を示すグラフである。図１１における横軸は、電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３を示している。図１１における縦軸は、比較例２の静電容量値を１とした場合の実施例２の静電容量値、即ち、静電容量比率を示している。 FIG. 11 is a graph showing the capacitance value of Example 2 with respect to the capacitance value of Comparative Example 2. The horizontal axis in FIG. 11 indicates the distance D3 between the electrode 26 and the shield partial electrode 42. The vertical axis in FIG. 11 indicates the capacitance value of Example 2 when the capacitance value of Comparative Example 2 is 1, that is, the capacitance ratio.

図１１から分かるように、電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３が小さくなるに伴って、センサ電極部１０ａ、１０ｂの静電容量値が小さくなる。 As can be seen from FIG. 11, as the distance D3 between the electrode 26 and the shield partial electrode 42 becomes smaller, the capacitance values of the sensor electrode portions 10a and 10b become smaller.

検出感度が過度に損なわれるのを防止するためには、少なくとも、比較例２の場合の０．９倍以上の静電容量を確保することが好ましい。 In order to prevent the detection sensitivity from being excessively impaired, it is preferable to secure at least a capacitance of 0.9 times or more that of Comparative Example 2.

比較例２の場合の０．９倍以上の静電容量を確保するためには、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１が１０ｍｍの場合において、部分電極２６とシールド用電極４２との間の距離Ｄ３を８ｍｍ以上とすればよいことが図１１から分かる。 In order to secure a capacitance of 0.9 times or more that in the case of Comparative Example 2, when the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26 is 10 mm, the distance between the partial electrode 26 and the shielding electrode 42 is It can be seen from FIG. 11 that the distance D3 may be 8 mm or more.

即ち、部分電極２６とシールド用部分電極４２との間の距離Ｄ３は、互いに隣接する部分電極２６間の距離Ｄ１の０．８倍以上とすることが好ましい。 In other words, the distance D3 between the partial electrode 26 and the shielding partial electrode 42 is preferably 0.8 times or more the distance D1 between the adjacent partial electrodes 26.

一方のセンサ電極部１０ａのセンサ電極２７は、信号線３６を介して信号源１２（図１参照）に電気的に接続されている。 The sensor electrode 27 of one sensor electrode portion 10a is electrically connected to the signal source 12 (see FIG. 1) via a signal line 36.

他方のセンサ電極部１０ｂのセンサ電極２７は、信号線３８を介して検出回路１４（図１参照）に電気的に接続されている。 The sensor electrode 27 of the other sensor electrode portion 10b is electrically connected to the detection circuit 14 (see FIG. 1) via a signal line 38.

センサ電極部１０ａ、１０ｂの各々のシールド用電極４３は、例えば積雪測定装置の接地電位ＧＮＤに電気的に接続される。 The shield electrode 43 of each of the sensor electrode portions 10a and 10b is electrically connected to, for example, the ground potential GND of the snow accumulation measuring device.

このように、本実施形態によれば、シールド電極４３が形成されているため、支柱３４が金属等の場合であっても、センサ電極部１０ａ、１０ｂの静電容量に悪影響が及ぶのを防止することができ、十分な測定感度を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, since the shield electrode 43 is formed, even if the support column 34 is made of metal or the like, it is possible to prevent adverse effects on the capacitance of the sensor electrode portions 10a and 10b. And sufficient measurement sensitivity can be obtained.

［第３実施形態］
第３実施形態による積雪測定装置を図１２乃至図１５を用いて説明する。図１２は、本実施形態による積雪測定装置を示すブロック図である。図１３は、本実施形態による積雪測定装置の一部を示す側面図である。図１乃至図１１に示す第１又は第２実施形態による積雪測定装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。 [Third Embodiment]
A snow cover measuring apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a block diagram showing the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 13 is a side view showing a part of the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment. The same components as those in the snow measurement device according to the first or second embodiment shown in FIGS. 1 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本実施形態による積雪測定装置は、１つのセンサ電極部を用いて積雪の測定を行うものである。 The snow cover measuring apparatus according to the present embodiment measures snow cover using one sensor electrode unit.

図１２に示すように、信号源１２ａが設けられている。信号源１２ａは、ステップ状の波形の電圧信号を出力するものである。信号源１２ａとセンサ電極部１０との間には、電気抵抗器５０が設けられている。信号源１２ａから発せられるステップ状の電圧信号は、電気抵抗器５０を介してセンサ電極部１０のセンサ電極２７に印加される。 As shown in FIG. 12, a signal source 12a is provided. The signal source 12a outputs a voltage signal having a stepped waveform. An electrical resistor 50 is provided between the signal source 12 a and the sensor electrode unit 10. A step-like voltage signal emitted from the signal source 12 a is applied to the sensor electrode 27 of the sensor electrode unit 10 via the electric resistor 50.

センサ電極部１０は、例えば、第１乃至第３実施形態のいずれかのセンサ電極部１０ａ、１０ｂと同様とする。 The sensor electrode unit 10 is, for example, the same as the sensor electrode units 10a and 10b in any one of the first to third embodiments.

信号源１２ａは、制御処理部１６により制御される。 The signal source 12 a is controlled by the control processing unit 16.

電気抵抗器５０とセンサ電極部１０とを接続する信号線３６は、増幅器（オペアンプ）５２の非反転入力端子に接続されている。増幅器５２の反転入力端子は、増幅器５２の出力端子に接続されている。増幅器５２の出力端子と反転入力端子とを直接接続することにより、増幅率が１の増幅回路であるボルテージフォロワが形成されている。増幅器５２の出力信号は、制御処理部１６に入力されるようになっている。 A signal line 36 connecting the electric resistor 50 and the sensor electrode unit 10 is connected to a non-inverting input terminal of an amplifier (op-amp) 52. The inverting input terminal of the amplifier 52 is connected to the output terminal of the amplifier 52. By directly connecting the output terminal and the inverting input terminal of the amplifier 52, a voltage follower which is an amplifier circuit having an amplification factor of 1 is formed. The output signal of the amplifier 52 is input to the control processing unit 16.

図１３に示すように、センサ電極部１０は支柱３４を介して測定箇所に設置される。 As shown in FIG. 13, the sensor electrode unit 10 is installed at a measurement location via a support column 34.

図１４は、本実施形態による積雪測定装置の一部の等価回路である。 FIG. 14 is an equivalent circuit of a part of the snow cover measuring apparatus according to the present embodiment.

図１５は、検出される信号を示すグラフである。図１５における横軸は時間を示しており、図１５における縦軸は検出される信号の電圧を示している。 FIG. 15 is a graph showing detected signals. The horizontal axis in FIG. 15 indicates time, and the vertical axis in FIG. 15 indicates the voltage of the detected signal.

ステップ状の波形を信号源１２ａから出力すると、検出される信号の電圧、即ち、増幅器５２の出力信号は、図１５のようになる。信号源１２ａから出力される信号が、例えば０Ｖから１Ｖに変化するステップ状の信号である場合、以下のような式（１）が成立する。 When a step-like waveform is output from the signal source 12a, the voltage of the detected signal, that is, the output signal of the amplifier 52 is as shown in FIG. When the signal output from the signal source 12a is, for example, a step-like signal that changes from 0V to 1V, the following equation (1) is established.

Ｖ＝１ − ｅｘｐ（−ｔ／（ＲＣ））・・・（１）
ここで、Ｖは増幅器５２の出力の電圧であり、ｔは時間であり、Ｒは電気抵抗器５０の抵抗値であり、Ｃはセンサ電極部１０の自己静電容量である。 V = 1-exp (-t / (RC)) (1)
Here, V is the voltage of the output of the amplifier 52, t is time, R is the resistance value of the electric resistor 50, and C is the self-capacitance of the sensor electrode unit 10.

電圧Ｖ′に達するときの時間Ｔ′を測定し、上記式（１）を用いることにより、静電容量（自己静電容量）Ｃを求めることが可能である。 By measuring the time T ′ when the voltage V ′ is reached and using the above equation (1), the electrostatic capacity (self-capacitance) C can be obtained.

センサ電極部１０の自己静電容量Ｃは、センサ電極部１０の周囲に存在する積雪の密度等に依存する。従って、予め用意したテーブル値等を用いて、検出された静電容量値Ｃを積雪の密度に換算することが可能である。 The self-capacitance C of the sensor electrode unit 10 depends on the density of snow that exists around the sensor electrode unit 10. Therefore, it is possible to convert the detected capacitance value C into the density of snow using a table value prepared in advance.

このように、１つのセンサ電極部１０を用いた場合であっても、積雪の密度等を求めることが可能である。 Thus, even when one sensor electrode unit 10 is used, it is possible to obtain the density of snow.

［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。 [Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

例えば、上記実施形態では、部分電極２６と接続部材３０とが別個に形成されている場合を例に説明したが、部分電極２６と接続部材３０とが一体形成されていてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where the partial electrode 26 and the connection member 30 are separately formed has been described as an example. However, the partial electrode 26 and the connection member 30 may be integrally formed.

また、第２実施形態では、シールド用部分電極４２と接続部材４６とが別個に形成されている場合を例に説明したが、シールド用部分電極４２と接続部材４６とが一体形成されていてもよい。 In the second embodiment, the case where the shield partial electrode 42 and the connection member 46 are separately formed has been described as an example, but the shield partial electrode 42 and the connection member 46 may be integrally formed. Good.

１０、１０ａ、１０ｂ…センサ電極部
１２、１２ａ…信号源
１４…検出回路
１６…制御処理部
１８…記憶部
２０…表示部
２２…入力部
２４…基材
２６…部分電極
２７…センサ電極
２８…溝
３０…接続部材
３２…保護板
３４…支柱
３６…信号線
３８…信号線
４０…接続部材
４２…シールド用部分電極
４３…シールド電極
４４…溝
４６…接続部材
４８…保護板
５０…電気抵抗器
５２…増幅器
１１０ａ、１１０ｂ…センサ電極部
１２６…センサ電極
１４２…シールド電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b ... Sensor electrode part 12, 12a ... Signal source 14 ... Detection circuit 16 ... Control processing part 18 ... Memory | storage part 20 ... Display part 22 ... Input part 24 ... Base material 26 ... Partial electrode 27 ... Sensor electrode 28 ... Groove 30 ... Connection member 32 ... Protection plate 34 ... Column 36 ... Signal line 38 ... Signal line 40 ... Connection member 42 ... Shield partial electrode 43 ... Shield electrode 44 ... Groove 46 ... Connection member 48 ... Protection plate 50 ... Electric resistor 52 ... Amplifiers 110a, 110b ... Sensor electrode 126 ... Sensor electrode 142 ... Shield electrode

Claims

A snow cover measuring device that measures using a sensor electrode,
The sensor electrode is divided into a plurality of partial electrodes connected by a connecting member ,
The plurality of partial electrodes are arranged in a snow accumulation direction.

In the snow cover measuring device according to claim 1,
The longitudinal direction of the partial electrode is a direction intersecting the snow accumulation direction.

In the snow cover measuring apparatus according to claim 1 or 2,
A shield electrode that shields the back side of the sensor electrode;
The shield electrode is divided into a plurality of shield partial electrodes,
The snow partial measuring device, wherein the shield partial electrodes are arranged in the snow accumulation direction.

In the snow cover measuring device according to claim 3,
The distance between the partial electrode and the partial electrode for shielding is 0.8 times or more the distance between the partial electrodes.

In the snow cover measuring device according to any one of claims 1 to 4,
A pair of the sensor electrodes;
The distance between the partial electrodes is 1/10 or less of the distance between the pair of sensor electrodes.