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公開番号2023183009
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-27
出願番号2022096361
出願日2022-06-15
発明の名称農業用水位センサ
出願人ニシム電子工業株式会社,国立大学法人山形大学
代理人個人
主分類G01F 23/263 20220101AFI20231220BHJP(測定;試験)
要約【課題】支柱の側面形状に沿ってシート状の電極を貼付することで、支柱内の洗浄等のメンテナンス性を向上すると共に、非接触での圃場の水位測定を可能とする農業用水位センサを提供することを目的とする。
【解決手段】測定対象となる圃場Dに立設される支柱2と、導電性パターンからなる複数の電極3が形成されたシート状のセンサ部4と、電極3間の静電容量の変化に基づいて圃場Dの水位を算出する演算部5とを備え、周方向に湾曲する湾曲面を有する中空の長尺物である支柱2の当該湾曲面に沿ってセンサ部4が貼着される。また、必要に応じて電極3の表面側、又は電極3との間にプラスチックシート6を挟んだ裏面側に熱を反射する反射パターン10が形成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測定対象となる圃場に立設される支柱と、
導電性パターンからなる複数の電極が形成されたシート状のセンサ部と、
前記電極間の静電容量の変化に基づいて前記圃場の水位を算出する制御部とを備え、
前記支柱の側面形状に沿って前記センサ部が貼着されることを特徴とする農業用水位センサ。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
請求項１に記載の農業用水位センサにおいて、
前記支柱が周方向に湾曲する湾曲面を有する中空の長尺物であり、前記湾曲面に前記センサ部が貼着されることを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の農業用水位センサにおいて、
前記電極が前記支柱の周方向に対して平行ではないスリットを有することを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の農業用水位センサにおいて、
前記電極の表面側、又は前記電極との間にシート体を挟んだ裏面側に熱を反射する反射パターンが形成されていることを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の農業用水位センサにおいて、
前記導電性パターンが銀ペーストを印刷して形成されることを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項６】
請求項４に記載の農業用水位センサにおいて、
前記反射パターンが、前記支柱の周方向に対して所定の長さ以上のサイズを有する電極に対して形成されることを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項７】
請求項４に記載の農業用水位センサにおいて、
前記反射パターンの範囲が少なくとも前記電極の範囲の全てを含むことを特徴とする農業用水位センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の農業用水位センサにおいて、
前記センサ部はシート体の表面に電極が形成されており、
少なくとも前記支柱の内壁面と前記シート体との間に前記電極が防水されて配置される農業用水位センサ。
【請求項９】
請求項２に記載の農業用水位センサにおいて、
前記電極が前記支柱の内壁面に貼着されており、
前記支柱は前記圃場に立設している状態で中空が維持され、前記支柱の外側領域における水位が測定されることを特徴とする農業用水位センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圃場の水位を測定する農業用水位センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
圃場などの水位を測定することが可能な技術として、例えば特許文献１、２に示す技術が開示されている。特許文献１に示す技術は、暫定水位計測部は、電極の重複する計測範囲に水位があるときに、電極ごとに計測された電荷量に基づいて暫定水位を計測し、重み決定部は、暫定水位と各電極との相対的な位置関係に基づいて各計測値に対する重み付けを決定し、重み付き平均値計算部は、電極ごとに得られる計測結果に前記重み値に基づく重み付き平均値を計算して総合水位とするものである。
【０００３】
また、特許文献２に示す技術は、電極選択部は、電極下端部に対応する水位の計測値が未登録の電極を選択し、ゲイン切換部は増幅器のゲインを調整し、下端部検知部は、水位が電極の下端部にあるか否かを最大ゲインで検知し、下端部電圧登録部は、水位が電極の下端部にあるときの電極の電荷量を通常ゲインで計測し、下端部水位代表値として登録し、隣接水位代表値登録部は、水位が電極の下端部にあるときの隣接電極の電荷量を通常ゲインで計測し、隣接水位代表値として登録し、補正係数等決定部は、隣接電極の各代表値に基づいて、隣接電極の計測値を較正するための補正係数や関数を求めるものである。
【０００４】
これ以外にも水位センサに関する技術として、例えば特許文献３に示す技術が開示されている。特許文献３には、水と非接触の状態で静電容量を計測し、水位を測定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－２１５１６０号公報
特開２０１７－２１５１５９号公報
特開２０１７－１８１０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に示す技術は、複数の電極が平板状の基板に形成されており、当該基板を円筒状の支柱内に固定して水位を測定する構造となっている。しかしながら、このような構造の場合、基板が水に浸漬されることで当該基板が水を吸湿してしまい、状況に応じて計測精度が低下してしまう場合がある。また、半年程度の長期間に亘り圃場に設置する場合は、圃場内の様々な成分により汚れが付着してしまうという問題がある。そのためシーズンオフの期間で支柱内を洗浄する必要があるが、支柱内に基板が固定されているため分解することが困難であり、またスポンジがブラシを通す空間もないことから、洗浄等のメンテナンス性が悪いという課題を有する。
【０００７】
また、特許文献３に示す技術は、水に非接触の状態で水位を測定することが可能であるが、圃場のような場所の水位を測定することはできないという課題を有する。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、支柱の側面形状に沿ってシート状の電極を貼付することで、支柱内の洗浄等のメンテナンス性を向上すると共に、振動などの衝撃に対する耐性に良好で、非接触での圃場の水位測定を可能とする農業用水位センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る農業用水位センサは、測定対象となる圃場に立設される支柱と、導電性パターンからなる複数の電極が形成されたシート状のセンサ部と、前記電極間の静電容量の変化に基づいて前記圃場の水位を算出する制御部とを備え、前記支柱の側面形状に沿って前記センサ部が貼着されるものである。
【００１０】
このように、本発明に係る農業用水位センサにおいては、測定対象となる圃場に立設される支柱の側面形状に沿って、導電性パターンからなる複数の電極が形成されたシート状のセンサ部が貼着されるため、支柱内部を中空にすることで構造を簡素化できると共に、洗浄等のメンテナンス性を格段に向上させることができるという効果を奏する。
（【００１１】以降は省略されています）

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