JP2009103586A - 葉濡れセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】風になびいてより自然の植物体に近いしなやかさを持ち、かつ幅広い接触角に対応した特性を得られる擬似葉面を提供する。
【解決手段】平板絶縁体の上面に雨雪など水滴を付着させ下面にくし型電極を密着させて上面に付着する水滴の量に応じてくし型電極の静電容量が変化することを検出する回路部を備え、平板絶縁体が柔軟性に富む葉状物の一部として形成されている。平板絶縁体の上面がセラミック製であり、上面は部分的にえぐられている。平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分が撥水性の特性をもつコーティング処理と親水性の特性をもつコーティング処理で塗り分けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、擬似葉面を作り植物体の葉面に存在する水分量を検出する葉濡れセンサに関する。

感雨計、感雪計、雨センサ、雪センサなどと呼ばれ電極間に交流電圧を印加し電極間の電流又は静電容量の変化を検出する方法は実開昭６４−３０４７０号公報に開示されており、その感雨計、感雪計、雨センサや雪センサを天窓開閉制御装置に取りつける方法は実公平４−１２８９７号公報に開示されている。これらの電気的検出方法は、少量の雨雪であってもその降り始めをいち早く検出することを第一の目的としており雨雪量に応じて出力が変化するものではなかった。そのため、雨雪量を測定するためには、一般的に転倒マスによってカウントする方法や特開２００５−２０８０１８号公報に開示されているように水の誘電率を利用してくし型電極間の静電容量の変化を検出する感雨感雪センサにおいてはくし型電極と雨雪の付着面との間を絶縁するためにガラスコーティング、樹脂系塗料またはプリント基板の基材を利用するなどの工夫がされてきた。静電容量の変化を検出する回路としては、周波数の変化として捉える方法や数百ｋＨｚ以上の交流でくし型電極を励磁しくし型電極からの信号を増幅して電圧変化として捉える方法などが利用されてきた。

そして、くし型電極間の静電容量の変化を検出する感雨感雪センサを植物体の近傍に設置しその水分量を測定することにより該植物体の葉面上の水分を予測するという方法が用いられてきた。葉面上の水分検出をする用途の例としては、作物の病害感染予察や生育予測に利用される。例えば稲においては、稲の葉面の濡れ時間はいもち病発生の主要因子であり、生育予測においては出穂期予測、冷害予測、追肥適期予測および収穫期予測に基づいて幼穂保護のための深水管理などの冷害回避作業を行ったり、出穂予測期を基点として追肥適期日を推定したり、中干し時期や紋枯病、イネミズゾウムシ、イネツトムシ、ツマグロヨコバイ等の防除時期・要否などに関する重要な判断材料となる。
実開昭６４−３０４７０号公報 実公平４−１２８９７号公報 特開２００５−２０８０１８号公報

ところが、上記の植物体表面の水分検出方法には、以下のような解決すべき課題がある。従来の感雨感雪センサは設置上固定されており、植物体が風になびいて葉面上の水滴が転がり落ちる現象を再現するのが難しい。また、主要作物だけを取り上げても葉面の濡れ特性を示す接触角（図５）は幅広い値を示している。ハスの葉や里芋の葉のように水滴がころころ転がることで有名な植物の接触角は１３０〜１５０と撥水性であり、ナス、トマトの葉が中間的な接触角１００前後、モモ、りんごの葉はより親水性を示して接触角５０〜７０である（図６）。植物によってこのような広い特性を持つためにこれまでは感雨感雪センサの設置角度を調整したり、センサ表面の水滴を乾かすヒータの制御によって各植物の特性に近づけようと工夫がなされてきたが思うようにいかなかった。

本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、風になびいてより自然の植物体に近いしなやかさを持ち、かつ幅広い接触角に対応した特性を得られる擬似葉面を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の葉濡れセンサは、平板絶縁体の上面に雨雪など水滴を付着させ下面にくし型電極を密着させて上面に付着する水滴の量に応じてくし型電極の静電容量が変化することを検出する回路部を備え、平板絶縁体が柔軟性に富む葉状物の一部として形成されている。

また、請求項２記載の葉濡れセンサは、請求項１記載の葉濡れセンサにおいて、平板絶縁体の上面がセラミック製であり、上面は部分的にえぐられている。

また、請求項３記載の葉濡れセンサは、請求項１または２記載の葉濡れセンサにおいて、平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分に撥水性もしくは親水性の特性をもつコーティング処理を施した。

また、請求項４記載の葉濡れセンサは、請求項１または２記載の葉濡れセンサにおいて、平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分が撥水性の特性をもつコーティング処理と親水性の特性をもつコーティング処理で塗り分けられている。

上記目的を達成すべく請求項１記載の葉濡れセンサは、擬似葉面を柔軟性に富む材料で形成しその中に雨雪などの水滴を受ける平板絶縁体を埋め込んだものである。そのため風が吹けば擬似葉面全体がそよいでその中の一部である平板絶縁体上の水滴は植物体と同じように転げ落ちる。

請求項２記載の葉濡れセンサは、請求項１記載の葉濡れセンサにおいて平板絶縁体の上面がセラミック製であり、上面は部分的にえぐられている。水滴を受ける上面に凸凹をつくって、水滴の流れをコントロールするためである。えぐる深さと形状によって水滴が上面に留まる時間を増減できる。

また、請求項３記載の葉濡れセンサは、請求項１または２記載の葉濡れセンサにおいて、平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分に撥水性もしくは親水性の特性をもつコーティング処理を施した。上面をえぐる加工をするしないにかかわらずコーティング処理によって水滴が上面に留まる時間を増減できる。

また、請求項４記載の葉濡れセンサは、請求項１または２記載の葉濡れセンサにおいて、平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分が撥水性の特性をもつコーティング処理と親水性の特性をもつコーティング処理で塗り分けられている。上面に親水性の部分と撥水性の部分とが混在している状態であり、より緻密に水滴が上面に留まる時間を増減できる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る葉濡れセンサの最良の形態について説明する。

最初に、本発明に係る葉濡れセンサの構成例について、図面を参照して説明する。葉濡れセンサは、図１に示すように、平板絶縁体１の上面に水滴を付着させるが水滴の濡れ性を調整するためのえぐれ２が設けられている。平板絶縁体１の下面にはくし型電極４が密着されている。平板絶縁体１の厚みは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、えぐれ２の直径は２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、深さは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、えぐれ同士の間隔は、５．０ｍｍ〜１０ｍｍ、くし型電極４のパターン幅は１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、パターン間隔は０．８ｍｍ〜１．０ｍｍとするのが適当である。通常平板絶縁体１は水滴の乾きを早めるために水平に対して約１０〜３０度の角度で斜めに設置されるが、水滴はえぐれ２の窪みに入って一定の保持力を持つ。平板絶縁体１は屋外使用に耐える耐候性と充分な絶縁性と加工のしやすさを要求されるためセラミック製が望ましい。

図２は、平板絶縁体１の上面にえぐれ２を設け、コーティング３を施した。図２ではコーティング３は、親水性の特性もしくは撥水性の特性のいずれかを全面にコーティングした場合を示している。

図４では、平板絶縁体１の上面に、親水性の特性のコーティングと撥水性の特性のコーティングを塗り分ける場合を４種類示している。求める接触角（図５、図６）に応じて塗り分けを選ぶことができる。

図３では、擬似葉面としての葉状物５が風になびくだけの柔軟性を持ち、その一部として平板絶縁体１が埋め込まれている状態を示している。葉状物５は薄い金属、ゴム系、プラスチック系のいずれの材質でも構わない。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。えぐれ２は円形でなくても良いし、葉状物５は平板絶縁体１が風になびけばよいので、バネ状のものを使用してもよい。

本発明によれば、風になびいてより自然の植物体に近いしなやかさを持ち、かつ幅広い接触角に対応した特性を持つ葉濡れセンサを提供することができる。

平板絶縁体１の斜視図である。 平板絶縁体１の断面図である。 平板絶縁体１を組込んだ葉状物５の斜視図である。 平板絶縁体１のコーティングパターン図である。 対水接触角の説明図である。 主要作物の葉の接触角の説明図である。

符号の説明

１ 平板絶縁体
２ えぐれ
３ コーティング
４ くし型電極
５ 葉状物

Claims (4)

1. 平板絶縁体の上面に雨雪など水滴を付着させ下面にくし型電極を密着させて上記上面に付着する水滴の量に応じて上記くし型電極の静電容量が変化することを検出する回路部を備え、上記平板絶縁体が柔軟性に富む葉状物の一部として形成されていることを特徴とする葉濡れセンサ。
2. 上記平板絶縁体の上面がセラミック製であり、上記上面は部分的にえぐられていることを特徴とする請求項１記載の葉濡れセンサ。
3. 上記平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分に撥水性もしくは親水性の特性をもつコーティング処理を施したことを特徴とする請求項１または２記載の葉濡れセンサ。
4. 上記平板絶縁体の上面の全面もしくは１部分が撥水性の特性をもつコーティング処理と親水性の特性をもつコーティング処理で塗り分けられていることを特徴とする請求項１または２記載の葉濡れセンサ。

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