SFC-244

過去(学生発表参照)に実験していた光学反射式固体降水観測器の完成形です。
本器はセンサー前を通過する降雪粒子の通過時間・反射量を計測し、単位時間毎に計算をする事で
諸データと合わせ凡その降雪量・降水量を導出可能と考えます。

測定モードにより近赤外線をパルス又は常時発光し、降雪からの反射光をマイコンで ADC_50KHzの
サンプリングをしています、有効データの抽出を行う為出力周期としては5KHzです。
検知面は近赤外線LEDを5ケ横に並べその下に受光素子を配置し、個々の受発光素子は独立した調整
回路で偏りの無い検知域を得ており、更に検知面ヒーターの採用により温度変化にも安定した特性
となっています。
検知範囲は雪片の大きさに依存します、疑似的にφ10mmの場合、左右平均巾約 8cm x 前方約30cm
半値角から上下平均4cm程の有効域となっています。
現在データはPCやR-Pi等でロギングし解析されています、簡易的に内部のマイコンで計算された
結果を出力する事も予定しています。

標準取り付け金具と　･･･　オプション金具例

センサーは市販の単管等を利用し安全な場所に取り付けて下さい。
左下へ引き出されているのは温度センサーです。

機器接続図

AC-DCアダプタ、PC-I/F 部、センサーケーブル、センサー部
センサーケーブルは別途30m迄10m単位で製作可能です。
30m以上ご要望の場合は別途ご相談願います。
製品価格にセンサーケーブル、USBケーブルは含みません。

通信ソフトによる設定(例)

PC直結で行う場合は Tera-Term 等シリアル通信が可能な
アプリをインストールし、USB_B(micro) ケーブルを
御用意ください。
詳細は説明書（準備中）をお読み願います。

動作モード: 0～5 ( 2,3,4,5は閾値の設定が必要です)
0 : 2byte_バイナリー出力
　　ADCで連続サンプリングし連続出力します。
1 : 2byte_バイナリー出力
　　ADC変換に同期してLEDをダイナミック点滅します。
2 : 2byte_バイナリー出力
　　検知中のみ連続出力し、無検知時は出力しません。
3 : テキスト出力　
　　ADCの値が閾値～4095迄のADC値を連続出力します。
4 : テキスト出力　
　　検知粒子毎に継続時間とADC最大値をCSV出力します。
5 : テキスト出力　
　　指定時間毎に検知数,積算時間,温度等をCSV出力します。

■ 他機種同様に専用設定アプリを準備中です。

SFC-244 (Field Test)

　Snow_Flakes Counter (Multi Beams)

観測イメージ

本機は自然光に含まれる赤外線が、急激な変化をした場合や
樹木の枝葉等風で揺れる物、車両の反射等があると反応します。
降雪に比べ大きく緩い変化(信号)になると思われますが
近似した反応があると信号判別がしづらくなりますので
反射・樹木・車の影響が無い方向へ向け設置して下さい。
写真の様に取り付けアームから横向きに設置すると
連続降雪時腕の部分に雪を抱きますが、庇部分で崩れ落ち、
測定エリアに影響を及ぼす事は無いと判断しています。
湿り雪の場合は写真より成長する事と思われます。
また、吹雪等で前面が覆われた場合、受発光部分が
ヒーターで融雪するまで計測できない時間が発生します。

		実測データ例_1　　2023 左図はMode3でサンプリングし、Excellでグラフにした物です、旧型同様、縦軸は反射強度を表し単位は12bit ADC変換値で、横軸はサンプリング周期を乗じると反射時間になります。旧モデルと比較して感度を上げた為、かなり飽和(クリップ) していますが、受光素子で飽和しているような気配もあり・・観測エリアも含め再度確認です。
		実測データ例_2 左の様に飽和していない状態(飽和データを削除)が理想ですが、旧モデルに比べて通過時間の長い物が多く見られるのは有効検知エリアが広がった事で検知時間も変わっています。単位時間内の降雪検知数は旧モデルより多くなっていますが左図はExcellの為表示数が限られており、データ数を削減しています。
		実測データ例_3 Pythonでデータのロギング(File化)と同時に MatPlotlibを組み込みリアルタイムで散布図を表示してみました。左図はサンプルとして各波形を表示していますが、降雪検知時は１粒子毎に表示します。実験で調整しながら実運用に対応する予定です。