JP7157297B2

JP7157297B2 - Snow weight scale and snow weight scale unit

Info

Publication number: JP7157297B2
Application number: JP2018144635A
Authority: JP
Inventors: 一樹中村; 研吾佐藤; 透藤原; 健岩脇
Original assignee: KRONE CO., LTD.; National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED)
Current assignee: KRONE CO., LTD.; National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED)
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020020666A

Description

本発明は、周辺環境に積雪する積雪重量を計測する積雪重量計及び積雪重量計ユニットであって、歪ゲージにより積雪重量を計測するものに関する。 The present invention relates to a snow weight scale and a snow weight scale unit for measuring the weight of snow accumulated in the surrounding environment, which measures the weight of snow using a strain gauge.

積雪重量は、山間部での雪崩発生や、屋根雪による家屋倒壊や、道路通行及び吹雪通行の情報提供等の雪氷災害の軽減に役立つものとされている。積雪重量（積雪密度）は、雪質により変化するため、積雪深からでは判断することができず、積雪重量を自動計測できる積雪重量計が求められている。 The weight of accumulated snow is considered to be useful in mitigating snow and ice disasters, such as the occurrence of avalanches in mountainous areas, the collapse of houses due to snow on roofs, and the provision of information on road traffic and blizzard traffic. Since the snow weight (snow density) varies depending on the snow quality, it cannot be determined from the depth of the snow. Therefore, there is a demand for a snow weight scale that can automatically measure the snow weight.

従来この種の積雪重量計としては、例えば図９に示すように、内部に不凍液を充填したステンレス薄板製の偏平状の密閉容器１を、地面２にコンクリート打設により形成した水平設置部３上に四個並置しており、密閉容器１の不凍液の圧力を受けて内圧を計測するゲージボックス５内に収納された半導体圧力ゲージ４を各密閉容器１に接続管６により配管接続し、密閉容器１上に積もった積雪重量による半導体圧力ゲージ４の圧力変化を検出して積雪重量を計測しようとする構造のものがある（特許文献１）。 Conventionally, as shown in FIG. 9, this type of snow weighing scale has a flat container 1 made of a thin stainless steel plate filled with an antifreeze solution and placed on a horizontal installation portion 3 which is formed by placing concrete on the ground 2 . A semiconductor pressure gauge 4 stored in a gauge box 5 for receiving the pressure of the antifreeze liquid in the closed container 1 and measuring the internal pressure is connected to each closed container 1 by a connecting pipe 6, and the closed container There is a structure that measures the weight of snow by detecting pressure changes of a semiconductor pressure gauge 4 due to the weight of snow piled up on 1 (Patent Document 1).

このようなメタルウェファー式の積雪重量計は、米国カリフォルニア州の資源局（Resources Agency）において1974年に開発され、1983年日本において電気的な記録ができるように改良され、北陸地方の積雪に対して実用性が確かめられている。 Such a metal wafer snow weighing scale was developed in 1974 by the Resources Agency of California, USA, and improved in 1983 in Japan to enable electrical recording. The practicality of this method has been confirmed.

また、屋根における積雪重量の荷重分布を正確に測定する積雪測定システムがある（特許文献２）。これは、荷重センサーに加わる荷重を示す荷重データ信号を生成するもので、荷重センサーの一例としてロードセルを用いる例が開示されている。 In addition, there is a snow measurement system that accurately measures the load distribution of snow weight on a roof (Patent Document 2). This generates a load data signal indicating the load applied to the load sensor, and an example using a load cell is disclosed as an example of the load sensor.

実開平５－２５３８５号公報（図１）Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-25385 (Fig. 1) 特開２００８－８２９４１号公報（段落［００１５］等）JP 2008-82941 A (paragraph [0015] etc.)

しかしながら、特許文献１に開示された構造の場合、密閉容器内に不凍液を充填する際の空気の混入は避けられず、また不凍液内にも空気は混入していることから完全な脱気状態にすることは著しく困難である。さらに、圧力ゲージは不凍液の圧力のみならず空気圧をも検出することとなるが、空気の温度膨張は水に比べて大きいことから、測定誤差の要因となりやすく、例えば一冬期間における積雪重量の計測を終了した際、密閉容器上に積雪がないにもかかわらず積雪があるようなデータとなって信頼性を低下させることがある。 However, in the case of the structure disclosed in Patent Document 1, it is unavoidable that air is mixed in when the antifreeze is filled into the sealed container, and air is mixed in the antifreeze as well. is extremely difficult to do. Furthermore, the pressure gauge detects not only the pressure of the antifreeze liquid but also the air pressure, but since the temperature expansion of air is greater than that of water, it is likely to cause measurement errors. , the reliability of the data may be degraded because of snow accumulation even though there is no snow accumulation on the closed container.

また、ステンレス薄板と密閉容器（メタルウェファー）の組み合わせ、不凍液、圧力ゲージ、ホース等を有しており、装置は大きく、計測部と圧力ゲージの２ユニットに分かれており、重量があり、高価で扱い難いものであった。さらに、天秤式のものを流用する場合には、秤（高さ）を薄くしたり、積雪は秤の周辺に一様に降るため積雪の一部を切り出して天秤にかけたりする必要があり、そのための工夫が必要であった。 In addition, it has a combination of stainless steel thin plate and sealed container (metal wafer), antifreeze liquid, pressure gauge, hose, etc. The device is large and divided into two units, the measurement part and the pressure gauge, which is heavy and expensive. It was tricky. Furthermore, when using a balance type, it is necessary to make the balance (height) thinner, or to cut out a part of the accumulated snow and put it on the balance because the snow falls evenly around the balance. It was necessary to devise

一方で、特許文献１及び特許文献２は、メタルウェファーや荷重センサーの周囲近傍の積雪の影響を全く考慮しておらず、積雪重量の計測誤差が発生するという問題がある。 On the other hand, Patent Literatures 1 and 2 do not consider the effect of accumulated snow in the vicinity of the metal wafer and the load sensor at all, and there is a problem that an error occurs in measuring the weight of accumulated snow.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重センサーとして歪ゲージを用いた簡易な構成の積雪重量計であり、小型で安価で扱い易く、荷重センサーの周囲近傍の積雪の影響を軽減して、積雪重量を精度よく計測することが可能な積雪重量計及び積雪重量計ユニットを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these points, and its object is to provide a snow weight scale with a simple configuration using a strain gauge as a load sensor. To provide a snow weight scale and a snow weight scale unit capable of accurately measuring the weight of snow by reducing the influence of snow accumulation.

上記課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following.

（１）積雪を受ける測定板と、前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、前記測定板の周囲に設置され、前記荷重センサーによる前記測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構と、を有することを特徴とする積雪重量計。 (1) A measurement plate that receives accumulated snow, a load sensor that generates a load signal corresponding to the load applied to the measurement plate, and a load sensor that is installed around the measurement plate and detects the snow accumulation near the circumference of the measurement plate by the load sensor. and a surrounding mechanism for mitigating consequent effects.

本発明によれば、測定板と荷重センサーと周囲機構とを有し、周囲機構は荷重センサーによる測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する機能を果たすことから、精度の高い積雪重量の計測が可能となる。また、本発明の積雪重量計は、従来のメタルウェファー式の積雪重量計とは異なり、密閉容器内に液体等を有しない構造であり、それゆえに液体の温度特性による補正を必要としない。さらに、密閉容器内の空気の影響がなく、空気の温度膨張による計測誤差が生じない。 According to the present invention, the measuring plate, the load sensor, and the surrounding mechanism are provided, and the surrounding mechanism functions to reduce the influence of the load sensor due to the accumulated snow in the vicinity of the measuring plate, so that the accumulated snow weight can be obtained with high accuracy. can be measured. Also, unlike conventional metal wafer type snow weight scales, the snow weight scale of the present invention has a structure in which no liquid or the like is contained in the sealed container, and therefore does not require correction based on the temperature characteristics of the liquid. Furthermore, there is no effect of the air in the closed container, and measurement errors due to thermal expansion of the air do not occur.

荷重センサーは、上下可動式の二次元的や上下左右可動の三次元的なものでよく、後者の三次元的なものでは、左右方向のブレによって測定板の周囲近傍の影響が大きく、計測誤差を生じる可能性がある。このような影響を軽減する周囲機構は、精度の高い積雪重量の計測に資することとなる。 The load sensor may be a two-dimensional one that can move up and down, or a three-dimensional one that can move up and down and left and right. may occur. A peripheral mechanism that reduces such effects contributes to highly accurate snow weight measurement.

（２）前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることを特徴とする積雪重量計。 (2) The snow weight scale, wherein the surrounding mechanism is a frame that surrounds the measurement plate and has an upper surface that is substantially flush with the measurement plate.

本発明によれば、周囲機構は、測定板の周囲を取り囲み、測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることから、測定板とほぼ同じ高さの枠体によって、測定板近傍の左右方向のブレを軽減することができる。 According to the present invention, the surrounding mechanism is a frame that surrounds the circumference of the measurement plate and has an upper surface that is substantially flush with the measurement plate. It is possible to reduce the blurring in the left and right direction.

（３）前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体であることを特徴とする積雪重量計。 (3) The snow weight scale, wherein the surrounding mechanism is a fence body that surrounds the circumference of the measuring plate and protrudes above the measuring plate.

本発明によれば、周囲機構は、測定板の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体であることから、測定板への積雪をフェンス体によって上方から誘導して、スポット的に積雪を一様にならすことができる。 According to the present invention, the surrounding mechanism is a fence body that surrounds the circumference of the measurement plate and protrudes above the measurement plate. can even out the snow cover.

（４）前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面に位置する枠体と、前記枠体の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体と、の組み合わせであることを特徴とする積雪重量計。 (4) The surrounding mechanism includes a frame body that surrounds the measurement plate and is positioned substantially on the same plane as the measurement plate, and a fence body that surrounds the frame body and protrudes above the measurement plate. and a snow weight scale.

本発明によれば、測定板近傍の左右方向のブレを軽減する枠体と、測定板への積雪を誘導するフェンス体と、の組み合わせによって、より精度の高い積雪重量の計測に資することとなる。 According to the present invention, the combination of the frame body that reduces lateral movement in the vicinity of the measurement plate and the fence body that guides the accumulation of snow onto the measurement plate contributes to more accurate snow weight measurement. .

（５）前記枠体と前記測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることを特徴とする積雪重量計。 (5) The snow weight scale, wherein the frame and the measurement plate are arranged with a predetermined gap therebetween.

本発明によれば、枠体と測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることから、測定板の可動を所定の範囲内で自由にしている。 According to the present invention, since the frame and the measuring plate are arranged with a predetermined gap therebetween, the measuring plate can be freely moved within a predetermined range.

（６）前記荷重センサーはロードセルにより生成された荷重信号に基づき荷重データを計測し、前記荷重データを、電気通信回線を通じて送信する通信機構を有することを特徴とする積雪重量計。 (6) A snow weight scale, wherein the load sensor measures load data based on a load signal generated by a load cell, and has a communication mechanism for transmitting the load data through an electrical communication line.

本発明によれば、荷重センサーをロードセルとして荷重データを送信することから、センサーとインターネット接続に対応したＩｏＴセンサーを構成することができる。また、ロードセルは温度特性が良いことから、主に寒い時期や寒冷地で使用する本発明の積雪重量計として適している。 According to the present invention, since load data is transmitted using the load sensor as a load cell, an IoT sensor corresponding to the sensor and Internet connection can be configured. In addition, since the load cell has good temperature characteristics, it is suitable as a snow weight scale of the present invention that is mainly used in cold seasons or cold districts.

（７）前記測定板の面積は３０ｃｍ×３０ｃｍ以上であることを特徴とする積雪重量計。
（８）前記枠体を含む内面積は４１ｃｍ×４１ｃｍ以上であることを特徴とする積雪重量計。 (7) A snow weight scale, wherein the measuring plate has an area of 30 cm x 30 cm or more.
(8) A snow weight scale, wherein the inner area including the frame is 41 cm x 41 cm or more.

本発明によれば、従来は２ｍ×３ｍ程度の大型な積雪重量計に比べて、測定板の面積は少なくとも３０ｃｍ×３０ｃｍ、枠体を含む内面積は少なくとも４１ｃｍ×４１ｃｍと小型であり、設置に要する工事負担も低減することができる。また、荷重センサーとしてロードセルを使用することで、積雪重量計全体の小型化に資することができる。 According to the present invention, the area of the measurement plate is at least 30 cm x 30 cm, and the inner area including the frame is at least 41 cm x 41 cm, which is small compared to conventional large snow weight scales of about 2 m x 3 m. The construction work required can also be reduced. In addition, by using a load cell as a load sensor, it is possible to contribute to miniaturization of the snow weight scale as a whole.

（９）最外周に位置する基台と、積雪を受ける測定板と、前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体と、を有し、前記枠体の上面に、通信用アンテナを取り付け可能な取付穴が設けられていることを特徴とする積雪重量計ユニット。 (9) A base positioned on the outermost periphery, a measuring plate for receiving accumulated snow, a load sensor for generating a load signal corresponding to the load applied to the measuring plate, and a measuring plate surrounding the measuring plate. and a frame body having a coplanar upper surface, wherein the upper surface of the frame body is provided with a mounting hole to which a communication antenna can be mounted.

本発明によれば、積雪重量計ユニットは、基台と測定板と荷重センサーと枠体とが組み立てられ、通信用アンテナが別体として同封されており、通信用アンテナを取り付ける取付穴が設けられる。高さのある通信用アンテナを後付けする構成とすることで、積雪重量計ユニットの送付時のサイズを小さくすることができる。同じく、高さのあるその他の部品を後付け構成とすることも可能である。 According to the present invention, the snow weight scale unit is constructed by assembling the base, the measuring plate, the load sensor, and the frame, enclosing the communication antenna separately, and providing the mounting hole for mounting the communication antenna. . By adopting a configuration in which a tall communication antenna is retrofitted, it is possible to reduce the size of the snow weight scale unit when it is sent. It is also possible to retrofit other tall components.

（１０）積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしたことを特徴とする積雪重量計ユニット。 (10) A snow weight gauge unit characterized in that a snow depth gauge mounting attachment can be installed.

本発明によれば、高さのある積雪深計を後付けする構成とすることで、積雪重量計ユニットの送付時のサイズを小さくすることができる。積雪深計を後付けするための積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしている。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the snow weight scale unit at the time of sending by configuring the tall snow depth scale to be retrofitted. It is possible to install a snow depth gauge mounting attachment for retrofitting a snow depth gauge.

本発明の積雪重量計及び積雪重量計ユニットは、積雪重量により測定板の撓みを歪ゲージである荷重センサーが検出して積雪重量を計測することができ、また、測定板の周囲近傍の積雪状態による計測誤差の影響を軽減する周囲機構により精度の高い積雪重量の計測を可能にするという効果がある。さらに、積雪重量計の構造が簡単で小型で安価な装置を実現することができ、ＩｏＴセンサーとして外部に情報を提供することができる。 The snow weight scale and the snow weight scale unit of the present invention can measure the weight of snow by detecting the deflection of the measuring plate due to the weight of the snow with the load sensor, which is a strain gauge. There is an effect that it is possible to measure the snow weight with high accuracy by the surrounding mechanism that reduces the influence of the measurement error due to the Furthermore, the structure of the snow weight scale is simple, and a compact and inexpensive device can be realized, and information can be provided to the outside as an IoT sensor.

本発明の実施の形態に係る第１の積雪重量計の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a first snow weight scale according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る第２の積雪重量計の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a second snow weight scale according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る積雪重量計の断面図である。1 is a cross-sectional view of a snow weight scale according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施の形態に係る積雪重量計の電気的構成図である。1 is an electrical configuration diagram of a snow weight scale according to an embodiment of the present invention; FIG. 積雪の様子を示す図。The figure which shows the state of snow cover. 各積雪状態における積雪終了後の積雪重量の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the relationship of snow weight after the end of snow cover in each snow cover state; 各積雪状態における積雪中の積雪重量の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between snow weights in each snow state. 本発明の実施の形態に係る積雪重量計ユニットの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a snow weight scale unit according to an embodiment of the present invention; FIG. 従来のメタルウェファー式の積雪重量計の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional metal wafer snow weight scale;

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係る第１の積雪重量計１０の概略構成図である。積雪重量計１０は、最外周に位置する基台１１の周側に枠体１２が固設され、枠体１２に離間して囲まれるように測定板１３が配設され、枠体１２からは通信用アンテナ１４が突設されている。基台１１は、地面や屋根や屋上などに対して地平と水平に設置され、必要に応じて傾斜のある設置場所に対して水平方向に設置するための可変アングルが取り付けられる。このような基台１１により設置負担が軽減できる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first snow weight scale 10 according to an embodiment of the present invention. In the snow weight scale 10, a frame 12 is fixed on the peripheral side of a base 11 positioned at the outermost periphery, and a measurement plate 13 is disposed so as to be surrounded by the frame 12 with a space therebetween. A communication antenna 14 is projected. The base 11 is installed horizontally with respect to the ground, a roof, a roof, etc., and is attached with a variable angle for horizontal installation in a slanted installation location as necessary. Such a base 11 can reduce the installation burden.

図２は、本発明の実施の形態に係る第２の積雪重量計２０の概略構成図である。積雪重量計１０と同一の構成には同じ符号を用いており、積雪重量計１０と異なる点は、枠体１２の垂直面１２ｂに沿うフェンス体１２’を立設していることである。なお、図示しないが、フェンス体１２’は、測定板１３を離間して取り囲むように設置していればよく、例えば、枠体１２を設けずに基台１３の外縁を取り囲むように立設してもよい。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the second snow weight scale 20 according to the embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same components as the snow weight scale 10 , and the difference from the snow weight scale 10 is that a fence body 12 ′ is erected along the vertical surface 12 b of the frame 12 . Although not shown, the fence body 12' may be installed so as to surround the measurement plate 13 with a space therebetween. may

枠体１２は、測定板１３の周囲に一定幅のギャップＧ（例えば５ｍｍ幅）をもって設置され、枠体１２の干渉を受けずに測定板１３が三次元的に自由自在に動けるようになっている。図１及び図２に示す枠体１２は、水平面１２ａ及び垂直面１２ｂを有する断面Ｌ状を呈している。なお、水平面１２ａは平滑状の平板となっている。 The frame 12 is installed around the measuring plate 13 with a constant gap G (for example, 5 mm wide) so that the measuring plate 13 can move freely three-dimensionally without being interfered by the frame 12. there is The frame 12 shown in FIGS. 1 and 2 has an L-shaped cross section with a horizontal surface 12a and a vertical surface 12b. The horizontal surface 12a is a smooth flat plate.

また、枠体１２は、測定板１３及び荷重センサー１５を保護するほか、荷重センサー１５による測定板１３の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構としても機能し、周囲機構の一例として図１に示すように、測定板１３の周囲を取り囲み、測定板１３と略同一平面の上面（水平面１２ａ）を有する平たい枠体となっている。この水平面１２ａにより、積雪の沈降による重量変化を抑えている。 In addition to protecting the measuring plate 13 and the load sensor 15, the frame 12 also functions as a surrounding mechanism that reduces the influence of the load sensor 15 due to accumulated snow near the circumference of the measuring plate 13. As shown in FIG. 1, a flat frame surrounds the measurement plate 13 and has an upper surface (horizontal surface 12a) substantially flush with the measurement plate 13 . This horizontal surface 12a suppresses the weight change due to settling of accumulated snow.

また、枠体１２による周囲機構の例として図２に示すように、測定板１３の周囲を取り囲み、測定板１３よりも上方に突設する尖ったフェンス体１２’となっている。図２ではフェンス体１２’と枠体１２とを別体として構成しているが、フェンス体と枠体とを一体に構成して、断面Ｌ字形の枠体や断面Ｔ字形の枠体としてもよい。この場合、フェンス状のＬ形アングル又はＴ形アングルを枠体として配置しても、同様の効果を得ることができる。 Moreover, as shown in FIG. 2, as an example of the surrounding mechanism by the frame body 12, a sharp fence body 12' surrounds the measurement plate 13 and protrudes above the measurement plate 13. As shown in FIG. In FIG. 2, the fence body 12' and the frame body 12 are configured as separate bodies. good. In this case, even if a fence-like L-shaped angle or T-shaped angle is arranged as a frame, the same effect can be obtained.

測定板１３は、積雪を受ける矩形のステンレス薄板である。測定板１３の上面は、荷重センサー１５との接続部１５ａを有しており、測定板１２の下方には荷重センサー１５が設けられる（図３参照）。接続部１５ａは荷重センサー１５と物理的に接続されていて熱伝導性が良い場合には、融雪を防ぐための断熱部材を接続部１５ａ上面に貼付してもよい。 The measurement plate 13 is a rectangular thin stainless steel plate that receives accumulated snow. The upper surface of the measurement plate 13 has a connection portion 15a with a load sensor 15, and the load sensor 15 is provided below the measurement plate 12 (see FIG. 3). If the connecting portion 15a is physically connected to the load sensor 15 and has good thermal conductivity, a heat insulating member for preventing snow melting may be attached to the upper surface of the connecting portion 15a.

測定板１３の面積の一例としては３０ｃｍ×３０ｃｍであり、単位面積当たりの重量（ｋｇ／ｍ^２）で換算する場合は、得られた重量に１１．１１倍する。また、測定板１３で計測可能な積雪深は面積によることから、３０ｃｍ×３０ｃｍ以上の測定板１３を用いて積雪重量を計測することとしてもよい。測定板１３の形状及びサイズは、従来の積雪重量計と同じ計測値を示すように規定しておく必要がある。 An example of the area of the measurement plate 13 is 30 cm×30 cm, and when converted into the weight per unit area (kg/m ² ), the obtained weight is multiplied by 11.11. Moreover, since the snow depth measurable by the measuring plate 13 depends on the area, the measuring plate 13 of 30 cm×30 cm or more may be used to measure the snow weight. The shape and size of the measuring plate 13 must be defined so as to indicate the same measured value as a conventional snow weight scale.

枠体１２を含む内面積の一例としては４１ｃｍ×４１ｃｍであり、具体的には、測定板１３の面積が３０ｃｍ×３０ｃｍ、中空の枠体自体の面積が４１ｃｍ×４１ｃｍ－３０ｃｍ×３０ｃｍである。なお、測定板１３で計測可能な積雪深を拡張するためにも、３０ｃｍ×３０ｃｍ以上の測定板１３を用いて積雪重量を計測する場合には、４１ｃｍ×４１ｃｍ以上の内面積となる。 An example of the inner area including the frame 12 is 41 cm×41 cm. Specifically, the area of the measurement plate 13 is 30 cm×30 cm, and the area of the hollow frame itself is 41 cm×41 cm−30 cm×30 cm. In addition, in order to expand the depth of snow that can be measured by the measuring plate 13, when measuring the snow weight using the measuring plate 13 of 30 cm x 30 cm or more, the inner area becomes 41 cm x 41 cm or more.

図４は、本発明の実施の形態に係る積雪重量計１０，２０の電気的構成図であり、通信用アンテナ１４及び荷重センサー１５は前述した通りである。なお、荷重センサー１５は測定板１３の裏面側に備えられており、測定板１３が積雪により撓むと歪センサーに撓みが伝わる構造となっており、歪みが電気変換されて積雪重量に基づく重量値が出力される。 FIG. 4 is an electrical configuration diagram of the snow weight scales 10 and 20 according to the embodiment of the present invention, and the communication antenna 14 and the load sensor 15 are as described above. The load sensor 15 is provided on the back side of the measuring plate 13. When the measuring plate 13 bends due to accumulated snow, the bending is transmitted to the strain sensor. is output.

積雪重量計１０,２０の内部には、防水ＢＯＸ１６内に電源供給部１６ａ，電源部１６ｂ,無線部１６ｃ，基板部１６ｄ,アナログ処理部１６ｅが設けられる。なお、外部とのデータ通信を行う場合には、通信用アンテナ１４から一旦図示しない中継器を介在させて、中継器から外部にデータを送信することができる。中継器を用いることで、防水ＢＯＸ１６内の電源供給部１６ａの容量を抑え、中継器内に大型の大容量バッテリーを搭載することができ、電力消費量の大きいｗｉ－ｆｉ通信によって遠距離との通信が可能となる。 A power supply section 16a, a power supply section 16b, a radio section 16c, a substrate section 16d, and an analog processing section 16e are provided in a waterproof BOX 16 inside the snow weight scales 10 and 20. FIG. When performing data communication with the outside, data can be transmitted from the communication antenna 14 to the outside through a repeater (not shown). By using a repeater, the capacity of the power supply unit 16a in the waterproof BOX 16 can be suppressed, and a large, large-capacity battery can be installed in the repeater. Communication becomes possible.

電源供給部１６ａは、積雪重量計１，２に電源を供給する供給源であり、乾電池，蓄電池，ＡＣ／ＤＣ電源などを用いることができる。この電源供給部１６ａから供給された電力は電源部１６ｂにて電力変換され、適切な電力値を各部に供給する。 The power supply unit 16a is a supply source that supplies power to the snow weight scales 1 and 2, and can use a dry cell, a storage battery, an AC/DC power source, or the like. The power supplied from the power supply unit 16a is converted into power by the power supply unit 16b, and an appropriate power value is supplied to each unit.

無線部１６ｃは、無線モジュールを用いて基板部１６ｄのマイコンからの通信データを送信制御して、通信用アンテナ１４から送信する。無線モジュールは、ＩＥＥＥに準拠したＺｉｇＢｅｅ通信を行って中継器にデータを送るか、電力供給源１６ａからの電力が十分な場合には、ｗｉ－ｆｉ通信を行って外部に直接データを送る。 The radio section 16c controls transmission of communication data from the microcomputer of the substrate section 16d using a radio module, and transmits the data from the communication antenna 14. FIG. The wireless module performs IEEE-compliant ZigBee communication to send data to the repeater, or if the power from the power supply source 16a is sufficient, performs wi-fi communication to send data directly to the outside.

基板部１６ｄは、積雪重量計１０，２０の総合的な制御指令を司るマイコンを有しており、アナログ処理部１６ｅと接続又は機能的一体とされている。荷重センサー１５からの重量データは、アナログ処理部１６ｅで必要に応じて信号増幅されてアナログ／デジタル変換された後、マイコンにて処理される。マイコンでは、電圧から重量への変換処理（スケーリング処理）を行い、重量データとして出力する。 The board section 16d has a microcomputer that controls overall control commands for the snow weight scales 10 and 20, and is connected to or functionally integrated with the analog processing section 16e. The weight data from the load sensor 15 is signal-amplified and analog/digital-converted by the analog processing unit 16e as necessary, and then processed by the microcomputer. The microcomputer performs conversion processing (scaling processing) from voltage to weight and outputs it as weight data.

図５は、積雪重量計の断面と積雪の様子を示す図である。図５（Ａ）は、測定板１３の周囲を何も取り囲んでおらず、測定板１３の周囲に緩やかに積雪している状態である。図５（Ｂ）は、測定板１３の周囲を略同一平面を有する枠体１２が取り囲んでおり、枠体１２の周囲に緩やかに積雪している状態である。図５（Ｃ）は、測定板１３の周囲を枠体１２及びフェンス体１２’が取り囲んでおり、フェンス体によって一様に積雪している状態である。 FIG. 5 is a diagram showing a cross-section of a snow weight scale and a state of snow accumulation. FIG. 5(A) shows a state in which nothing surrounds the measurement plate 13 and snow is gently accumulated around the measurement plate 13 . FIG. 5B shows a state in which the measurement plate 13 is surrounded by a frame 12 having substantially the same plane, and snow is gently accumulated around the frame 12 . FIG. 5C shows a state in which the measurement plate 13 is surrounded by the frame 12 and the fence 12', and snow is evenly covered by the fence.

図６は、各積雪状態（図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ））における積雪終了後の積雪重量の関係を示す図、図７は、各積雪状態（図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ））における積雪中の積雪重量の関係を示す図である。なお、図７では、電子天秤を用いて積雪重量を計測した基準線も示している。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the snow weight after the end of snow accumulation in each snow condition (FIGS. 5A, 5B, and 5C), and FIG. It is a figure which shows the relationship of the snow weight in snow in B) and (C)). Note that FIG. 7 also shows a reference line obtained by measuring the snow weight using an electronic balance.

図６は、実際に積雪して計測した積雪重量と測定板１３の大きさに積雪を切り出して計測した積雪重量とを比較している、図６において、（Ａ）の状態で切り出すと積雪重量が減少する結果を示していることから、沈降力による影響を受けて積雪重量が過大計測されていることが分かる。一方、（Ｂ）及び（Ｃ）の状態で切り出しても積雪重量の変化はあまり見られないことから、枠体やフェンス体によって沈降力による影響が軽減されていることが分かる。 FIG. 6 compares the weight of snow that is actually measured by snow accumulation and the weight of snow that is measured by cutting the snow into the size of the measurement plate 13. In FIG. shows that the weight of snow is overestimated due to the effect of sedimentation force. On the other hand, there is not much change in the weight of the snow cover even when cutting out in the states of (B) and (C), so it can be seen that the influence of the sedimentation force is reduced by the frame and the fence.

図６及び図７によれば、（Ａ）の状態よりも、（Ｂ）及び／又は（Ｃ）の状態が基準曲線に近く、良好な相関が得られていることが分かる。すなわち、（Ａ）の状態では測定板１３に対して、図５矢印に示すようなその外側に働く力（沈降力）が作用することから、実際の重量に比して計測誤差を生じることがある。これに比べて（Ｂ）や（Ｃ）では、沈降力による影響を軽減することができる。 6 and 7, it can be seen that the states (B) and/or (C) are closer to the reference curve than the state (A), and a good correlation is obtained. That is, in the state of (A), a force (sedimentation force) acts on the outside of the measuring plate 13 as shown by the arrow in FIG. be. In contrast, in (B) and (C), the influence of sedimentation force can be reduced.

図８は、本発明の実施の形態に係る積雪重量計ユニット１００の概略構成図である。積雪重量計ユニット１００は、基台１１と、測定板１３と、荷重センサー１５と、枠体１２と、枠体１２の上面側の水平面１２ａに設けられた取付穴１２ｃと、を有しており、取付穴１２ｃには通信用アンテナ１４が取り付けられる。なお、積雪重量計ユニット１００において、通信用アンテナ１４は通信可能なように基板部１６ｄと接続線で接続されている。通信用アンテナ１４を取付穴１２ｃに取り付けてネジ等で固定する。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the snow weight scale unit 100 according to the embodiment of the present invention. The snow weight scale unit 100 has a base 11, a measuring plate 13, a load sensor 15, a frame 12, and mounting holes 12c provided in a horizontal surface 12a on the upper surface side of the frame 12. , and a communication antenna 14 is attached to the attachment hole 12c. In addition, in the snow weight scale unit 100, the communication antenna 14 is connected to the substrate portion 16d by a connection line so as to be communicable. The communication antenna 14 is attached to the attachment hole 12c and fixed with a screw or the like.

積雪重量計ユニット１００は、測定板１３に積雪する積雪深を計測するための積雪深計を取付部１９に取付可能であり、積雪深計取付けアタッチメントが設置されている。取付部１９は、枠体１２の外周壁に設置されており、プレート固定用スタット１９ａが取付けられている。積雪深計を取付けることで、積雪重量計及び積雪深計として使用することができる。 The snow depth gauge unit 100 can attach a snow depth gauge to the mounting portion 19 for measuring the depth of snow accumulated on the measurement plate 13, and a snow depth gauge attachment is installed. The mounting portion 19 is installed on the outer peripheral wall of the frame 12, and has a plate fixing stat 19a mounted thereon. By attaching a snow depth gauge, it can be used as a snow weight gauge and a snow depth gauge.

本発明に係る積雪重量計及び積雪重量計ユニットは、周辺環境に積雪する積雪重量を計測する際の沈降力の影響を軽減し、積雪重量を精度よく計測することができるものとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The snow weight scale and the snow weight scale unit according to the present invention are useful as those capable of reducing the influence of settling force when measuring the weight of snow accumulated in the surrounding environment and accurately measuring the weight of snow.

１０，２０積雪重量計
１１基台
１２枠体（１２ａ：水平面、１２ｂ：垂直面、１２ｃ：取付穴）
１２’ フェンス体
１３測定板
１４通信用アンテナ
１５荷重センサー（１５ａ：接続部）
１６防水ＢＯＸ（１６ａ：電源供給部、１６ｂ：電源部、１６ｃ：無線部、１６ｄ：基板部、１６ｅ：アナログ処理部）
Ｇギャップ 10, 20 snow weight scale 11 base 12 frame (12a: horizontal surface, 12b: vertical surface, 12c: mounting hole)
12' fence body 13 measurement plate 14 communication antenna 15 load sensor (15a: connection part)
16 waterproof BOX (16a: power supply unit, 16b: power supply unit, 16c: wireless unit, 16d: substrate unit, 16e: analog processing unit)
G gap

Claims

積雪を受ける測定板と、
前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、
前記測定板の周囲に設置され、前記荷重センサーによる前記測定板の周囲近傍の積雪に起因する影響を軽減する周囲機構と、
を有し、
前記周囲機構は、前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体であることを特徴とする積雪重量計。 a measuring plate that receives accumulated snow;
a load sensor that generates a load signal corresponding to the load applied to the measuring plate;
a peripheral mechanism installed around the measurement plate to reduce the influence of the load sensor due to accumulated snow near the periphery of the measurement plate;
havedeath,
The surrounding mechanism is a frame that surrounds the measurement plate and has an upper surface substantially flush with the measurement plate. A snow weight scale characterized by:

前記周囲機構は、
前記枠体と、前記枠体の周囲を取り囲み、前記測定板よりも上方に突設するフェンス体と、の組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の積雪重量計。 The surrounding mechanism is
2. The snow weight scale according to claim 1, wherein the frame is a combination of a fence surrounding the frame and projecting above the measuring plate.

前記枠体と前記測定板とは、所定の空隙をもって配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の積雪重量計。 3. The snow weight scale according to claim 1 , wherein said frame and said measuring plate are arranged with a predetermined gap therebetween.

前記荷重センサーはロードセルにより生成された荷重信号に基づき荷重データを計測し、
前記荷重データを、電気通信回線を通じて送信する通信機構を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の積雪重量計。 the load sensor measures load data based on the load signal generated by the load cell ;
4. The snow weight scale according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a communication mechanism for transmitting said load data through an electric communication line.

前記測定板の面積は３０ｃｍ×３０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の積雪重量計。 The snow weight scale according to any one of claims 1 to 4 , wherein the area of said measurement plate is 30 cm x 30 cm or more.

前記枠体を含む内面積は４１ｃｍ×４１ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の積雪重量計。 The snow weight scale according to any one of claims 1 to 5 , wherein an inner area including the frame is 41 cm x 41 cm or more.

最外周に位置する基台と、
積雪を受ける測定板と、
前記測定板に加わる荷重に応じた荷重信号を生成する荷重センサーと、
前記測定板の周囲を取り囲み、前記測定板と略同一平面の上面を有する枠体と、
を有し、
前記枠体の上面に、通信用アンテナを取り付け可能な取付穴が設けられていることを特徴とする積雪重量計ユニット。 a base positioned at the outermost periphery;
a measuring plate that receives accumulated snow;
a load sensor that generates a load signal corresponding to the load applied to the measuring plate;
a frame surrounding the measurement plate and having an upper surface substantially flush with the measurement plate;
has
A snow weight scale unit, wherein a mounting hole for mounting a communication antenna is provided on the upper surface of the frame.

積雪深計取付けアタッチメントを設置可能にしたことを特徴とする請求項７記載の積雪重量計ユニット。 8. The snow weight scale unit according to claim 7 , wherein a snow depth scale mounting attachment can be installed.