2022/06/09  ▼末尾へ
レーザー積雪計 GLD-10000


レーザ積雪計GLD-10000の外観。土木構造物の屋外距離、変位計測にも利用可能
レーザー積雪計 GLD-10000
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1.製品概要および特徴

 •赤色レーザ光の反射から雪面までの距離を計測。

 •小型でローコストの簡易型レーザー積雪計です。

 •屋外計測用で、土木構造物の変位計測にも利用可能。

 •DC12V動作の省電力型センサです。立上りが0.5秒と早いので省電力の間欠駆動も可能。

 •測定精度は、雪面で±10mm以内(平均誤差±5mm)、平滑面で±3mm以内です。

 •電圧型のデータロガーに接続して自動計測可能 ⇒データロガー例GTR-04G

 •降雪時には雪片反射の異常値が数十回に1回入るので、精密計測には別途フィルタ処理が必要。


2.使用例

積雪深計

基本的な使い方は、鉛直下向きに取り付け、路面までの距離を測定します。たとえば、アスファルト面までの距離が2.50mで、積雪面の計測距離が2.15mであれば、積雪深は0.35m=35cmです。

1時間後に積雪深の差を取り、増加分だけを抽出すれば、時間当たりの降雪量が計算できます。実際は、1時間の間に雪が溶けたり、雪の重みで下の雪の圧密沈下も生ずるので、実際の降雪量よりやや少なめに出ますが、概ね時間降雪量に一致します。

簡易レーザー積雪計GLD-10000の雪国での設置例
簡易レーザー積雪計GLD-10000の雪国での設置例

標準の取り付け金具は、単管パイプ用のダクターレール+ダクタクリップです。クリップのサイズを変えれば、他の系のパイプにも取り付けることが出来ます。

レーザ照射面は、簡単な風防金具で覆っています。「雪が付着が心配」という声もありますが、北陸〜東北の積雪地域での実績的には、特に問題はありません。

「ヒータ無しでも大丈夫か?」との質問もありますが、中途半端なヒータを付けると、溶けた雪が下で凍ってツララになるので、かえって無い方が視界を遮りません。なお、北海道の地吹雪環境での実績はまだありません。

【取り付け方法】
斜め計測の可否

レーザー積雪計は、路面に対して斜めに取り付けることも出来ます。次の写真は、路面に対して、30°と45°の2種類の角度で、実験を行っているものです。路面にレーザの赤いスポットが2点見えます。ここでは、レーザの照射方向を図示するため、後から画像に30°の赤い線を加えてあります。

この角度でも、積雪面までの距離の計測は可能で、三角関数コサインで補正すれば鉛直距離に換算できます。

雨で濡れたアスファルト面でレーザ光が鏡面反射し、測定距離が無限大になる例
濡れたアスファルト面でレーザが反射する例(赤線は後から記入)

一点問題があるのは、アスファルト面のでこぼこに雨が溜まって、表面が「鏡面状態」になると、レーザーの光が反対側に反射して、距離が計測できなくなり、見かけ上、距離無限大=10m以上のような出力が出ます。

特に45°まで傾けると、この傾向が顕著になり、わずかな湿り気でも計測不能になります。角度30°でも雨天時は時々測定が出来なくなるので、積雪が生ずれば、正しい距離が測定出来ますが、ソフト的に出力電圧が一定以上の測定範囲を超えたら、積雪をゼロに換算するような処理が必要です。

なお、アスファルト面のレーザスポット周辺を白くペイントすれば、この水面反射の問題を減らすことは出来ます。

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出力電圧→距離変換

この積雪計はアナログ出力型で、距離0〜10mに対して0〜10Vの電圧が出力されます。電圧10,000mVに計数1.0を掛ければ10,000mmになり、0.001を掛ければ10.00mに換算されます

なお、正確に言えば、装置の手前5cmが不感帯があるので、出荷時の調整は0.05m〜10m/0〜10Vに調整してあります。このため、絶対距離の換算式は、以下のようになります。

 (1)電圧mV→距離mm 換算: L(mm)= 電圧V(mV)×0.995 + 50mm

 (2)電圧mV→距離 m 換算: L( m)= 電圧V(mV)×0.000995 + 0.05m

 (3)電圧 V→距離 m 換算: L( m)= 電圧V( V)×0.995 + 0.05m

なお、計数1.00と計数0.995で計算した場合の差は、積雪2m当たりで1cmです。元々、この積雪計の精度は±1cm程度なので、道路面から積雪面までの相対距離計測の場合は、計数1.00と0.995の違いは明確には現れません。


3.仕様

レーザー積雪計の主な仕様をまとめました。なお、測定に光を使用しているため、以下のような光を遮るような環境では、計測できなかったり計測精度が低下する場合があります。

 •豪雨、吹雪、霧などで視界が遮られる場合。

 •レーザ照射側や被照射面が、雨粒や、水滴で覆われている場合。

 •測定対象物の表面が黒く汚れていたり、でこぼこが大きい場合。

測定環境条件が悪い場合は、レーザの反射効率を上げるために、測定対象に反射材を張ったり反射塗料を塗ってください。また、オプションのレーザクラス2の製品の利用もご検討ください。

GLD-10000のスペック。 ⇒カタログ(PDF)

項目 仕様
型式 GLD-10000
測定方式 レーザ反射型距離計測(クラス1)EN60825-1
 注:オプションの高出力タイプはレーザクラス2
測定範囲 50〜10,000mm(出荷時変更可能:50〜5,000mm)
信号出力 0〜10,000mV
(雪片誤差除去デジタルフィルタ適用時は0〜5,000mV)
測定分解能 1mm(10mレンジ), 0.5mm(5mレンジ), 0.2mm(2mレンジ)
 注:1mV分解能ロガーで計測時,測定レンジは出荷時設定
繰り返し精度 雪面の場合:±10mm以内 (平均誤差±5mm以内)
平滑面の場合:±3mm以内
立ち上がり安定時間 0.5秒 。奨励待ち時間5秒以上。(アナログフィルター使用時は15秒以上)
電源 DC12V×150mA以下
電圧範囲12〜30V、消費電力2.2W以内
使用温度範囲 -30℃〜55℃(結露なし)
外形寸法・重量 150×150×90mm(取付金具含まず) 1.8kg以下(付属ケーブル含む)
付属ケーブル長 標準7m(注文時指定可能)
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4.価格・オプション(消費税別)

本体
標準クラス1
本体
高出力クラス2
アナログフィルター
5秒ローパス回路
デジタルフィルタ
異常値除去+平均演算
 ¥138,000円  ¥168,000円    ¥4,000円   ¥68,000円
 ※1 暫定価格
 ¥238,000円
 ※1 暫定価格
 ¥268,000円
 ※1 
  ¥4,000円
 ※1 設計変更中
 販売時期未定
※1 価格・納期の変動のお知らせ 2022.03.16→2022.06.09更新
 この製品については、半導体不足と物流の遅れで、製造コストや納期が大きく変動する状態が続いています。上記は現在の暫定価格で今後変わる可能性があります、納期も3〜6ヶ月の見込みです。 ⇒2022/06/09 部品供給の目処がついたため、従来の価格に戻しました。納期も1月以内です。
 なお、デジタルフィルタはまだ入手困難な部品があるため、設計変更中で、販売再開時期は未定です。

注:フィルータ機材は、本体に内蔵せず、お客様側で、計器の入力端子と積雪計のケーブルの間に挿入していただく形になります。

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5.製品画像

レーザー積雪計GLD-10000の防水ボックス内部
レーザー積雪計GLD-10000のレーザ照射部
レーザ積雪計GLD-10000の背面の単管用取付金具
レーザ積雪計GLD-10000の積雪観測の設置事例
ボックス内部 センサ照射部 背面取付部 ※1 設置事例

※1 標準の取付金具はダクターレール式です。写真の単管クランプ架台はオプション(¥7,000)です。

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Text by Geots
初回掲載:2020/06/11