•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。
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。
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】 |
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| 単管パイプ取付金具 ダクタークリップ |
アーム取り付け状態 (角度調整可能) |
降雪時の積雪と雪の付着状態 |
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。
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。
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。
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 |
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| 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) |
| 価格改定履歴 | 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 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 |
| 2023/07/07 ※3 | ¥198,000円 | ¥238,000円 | 販売休止 | 販売時期未定 |
| 2022/06/09 ※2 | |
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| 2022/03/16 ※1 | |
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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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| 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。
