(57)【要約】  本発明は、降雨を測定する雨量計（１０）を提供する。雨量計（１０）は、一端の入口ポート（３２）及び他端の排出ポート（３４）を有する測定チャンバ（３０）を備える。排出ポート（３４）は、バルブ（５０）により閉鎖され、所定の事象で開放されて、測定チャンバ（３０）に収集された水を放出するようにプログラム可能である。降雨を受け止めるように構成された漏斗又は収集器（１４）が入口ポート（３２）へと開いており、超音波トランスデューサ（３６）が測定チャンバ（３０）に対して音響信号（３８）を送受信する。超音波トランスデューサ（３６）は、測定チャンバ（３０）の水位を決定するようにプログラム可能である。また、本発明は、雨量計（１０）を備えた自動測候ステーション（３００）を包含する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
降雨を測定する雨量計であって、
一端に入口ポート及び他端に排出ポートを有する測定チャンバであり、前記排出ポートが、バルブにより閉鎖され、前記バルブが、所定の事象で開放されて、前記測定チャンバに収集された水を放出するようにプログラム可能である、測定チャンバと、
降雨を受け止めるように構成された漏斗又は収集器であり、前記入口ポートへと開いた漏斗又は収集器と、
前記測定チャンバに対して音響信号を送受信する超音波トランスデューサであり、前記測定チャンバの水位を決定するようにプログラム可能である超音波トランスデューサと
を含む、雨量計。
【請求項２】
前記測定チャンバに入る水の乱流を抑えるよう、前記測定チャンバへと滑らかに湾曲した進入路をさらに含む、請求項１に記載の雨量計。
【請求項３】
前記バルブが、ボールバルブであり、前記測定チャンバが、前記排出ポートで流体を密封する封止リングを含む、請求項１又は２に記載の雨量計。
【請求項４】
前記封止リングが、前記排出ポート内に配置され、前記ボールバルブが、前記封止リング及び前記排出ポートに隣接している、請求項３に記載の雨量計。
【請求項５】
前記バルブが、ソレノイドアクチュエータにより開閉される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項６】
前記ソレノイドアクチュエータが、前記バルブと協働して前記バルブの開閉を可能にする傾斜部材をさらに含む、請求項５に記載の雨量計。
【請求項７】
前記バルブの閉鎖時に物質の進入を防止するよう、前記排出ポート内にフロートバルブをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項８】
前記測定チャンバの過剰充填を防止するよう、前記漏斗に水溢流ドレインをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項９】
前記入口ポートへの水の流れが、前記超音波トランスデューサの動作と干渉しない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサが、前記入口ポートの上方に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１１】
前記漏斗又は収集器を前記入口ポートに連結する分岐管をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１２】
前記分岐管が、前記入口ポートへの水の層流進入を可能にする、請求項１１に記載の雨量計。
【請求項１３】
前記漏斗又は収集器が、当該雨量計への汚染物質の進入を抑えるよう、その開放端に第１のフィルタを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１４】
前記第１のフィルタが、前記漏斗又は収集器に入る雨の正しい体積に影響を及ぼす風を抑えるとともに、鳥等の生物が前記漏斗又は収集器を覆うリスクを抑えるよう、鋭い縁部の穿孔金属グリッドを含む、請求項１３に記載の雨量計。
【請求項１５】
前記第１のフィルタよりも微細な第２のフィルタが前記漏斗又は収集器内に配置されている、請求項１３又は１４に記載の雨量計。
【請求項１６】
前記測定チャンバが、管状であり、一定の断面積を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１７】
前記測定チャンバが、ハウジングに組み込まれ、前記ハウジングが、その頂部にソレノイドアクチュエータを含み、前記ソレノイドアクチュエータが、前記ハウジング内に摺動可能に配置されたプッシュロッドに動きを与え、前記プッシュロッドが、ロッカーアームと協働して前記ボールバルブに係合する、請求項１〜４、７〜１６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１８】
前記ハウジングが、前記ボールバルブの側方移動を制限するよう、前記排出ポート内に複数の羽根を含む、請求項１７に記載の雨量計。
【請求項１９】
前記測定チャンバが空で、降雨が予測も検出もされていない場合に、温度及び湿度効果のための校正であり、前記超音波トランスデューサと前記バルブとの間の距離に基づく、校正が生じるようにプログラムされている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２０】
前記漏斗又は収集器の上方及び周囲に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサをさらに含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２１】
前記測定チャンバ内に配置され、一端が前記バルブと隣り合い、他端が前記超音波トランスデューサに固定されて、前記音響信号の内部での送受信を可能にする測定管をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２２】
前記測定管に少なくとも１つの通気口が配置されて、前記測定チャンバ及び前記測定管の両者との水位の等化を可能にする、請求項２１に記載の雨量計。
【請求項２３】
前記漏斗又は収集器内及び前記入口ポートの上方に配置され、降雨を前記入口ポートへとガイドするように構成されたキャップ部材をさらに含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２４】
前記キャップ部材が、円錐状ハウジングとして形成され、前記漏斗又は収集器との間に間隙を有し、使用時に、当該キャップ部材の頂部から前記間隙を通じて前記入口ポートへと降雨をガイドする、請求項２３に記載の雨量計。
【請求項２５】
前記キャップ部材が、前記漏斗又は収集器において複数の垂直脚部により支持されている、請求項２３又は２４に記載の雨量計。
【請求項２６】
前記超音波トランスデューサが、前記測定チャンバの上方で前記キャップ部材に配置されている、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２７】
前記バルブの開放時に水位の変化を導き出して又は補間して、捕捉降雨の連続的及び累積的測定結果を与えるようにプログラムされている、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２８】
前記漏斗又は収集器の内側に存在するカップ状部材であり、その側部及び基部の円周方向周りに複数のスロットを有して、内部に進入した雨が前記複数のスロットを通じて前記漏斗又は収集器へと流出し得るようにした、カップ状部材をさらに含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２９】
前記カップ状部材の基部から突出した中空テーパ状ボスであり、全天日射計の拡散器が突き出る開口部を頂部に有する、中空テーパ状ボスをさらに含む、請求項２８に記載の雨量計。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の少なくとも１つ雨量計を含む、コンピュータ制御の灌漑管理システムであって、動作制御及び前記少なくとも１つ雨量計からのデータの収集を提供するようにプログラムされている、コンピュータ制御の灌漑管理システム。
【請求項３１】
（ａ）降雨を連続的に実時間測定すること、
（ｂ）水位が所定の基準レベルに達した場合に前記バルブを開けて、前記測定チャンバを空にすること、
（ｃ）排出によって前記測定チャンバからすべての水が放出されない場合に、前記測定チャンバ内の水位から、水位を測定し続けること、
（ｄ）前記測定チャンバ中の水を排出可能となる降雨の停止を検出すること、
（ｅ）前記バルブまでの既知の距離に対して前記超音波トランスデューサを再校正するとともに、温度及び湿度の変動に対してパラメータを調整すること、
（ｆ）温度測定結果から、前記雨量計での湿度を導き出すこと、
（ｇ）降雨なしで水位が低下する場合に、前記バルブの封止不良を検出すること、
（ｈ）前記測定チャンバが所定の基準レベルを超えて充填された場合に、バルブ動作の障害を検出すること、
（ｉ）溢流中の前記少なくとも１つの雨量計を前記雨量計から隔離すること
という動作のうちの１つ又は複数を含む、請求項３０に記載のコンピュータ制御の灌漑管理システム。
【請求項３２】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の雨量計と、電力用のソーラーパネルと、動作解析用のコンピュータ制御のデータロガーと、温度計、風速計、風向計、湿度計、気圧計、雲高計、現在天気センサ及び／若しくは視程センサ、積雪センサ、並びに全天日射計のうちの１つ又は複数とを含む、自動測候ステーション。
【請求項３３】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の雨量計を含む自動測候ステーションであって、前記雨量計が頂部に配置されて降雨を収集するハウジングを含み、前記ハウジングが、スティーブンソン型百葉箱を前記雨量計の下方に有して、内部に含まれる気象測器を雨及び外部源からの直接熱放射に対して保護する一方、周囲での空気の自由循環を可能にする、自動測候ステーション。
【請求項３４】
前記ハウジングが、前記スティーブンソン型百葉箱の下方に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサを含む、請求項３３に記載の自動測候ステーション。
【請求項３５】
前記雨量計から延びたキャップ部材内に配置された全天日射計をさらに含む、請求項３３又は３４に記載の自動測候ステーション。
【請求項３６】
前記全天日射計が、散光器により保護されたＵＶセンサ又はフォトダイオードを備える、請求項３５に記載の自動測候ステーション。
【請求項３７】
前記雨量計から突出して、当該測候ステーション上の鳥の就塒を防止する鳥管理スパイクをさらに含む、請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項３８】
前記ハウジングが、円筒状である、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項３９】
前記ハウジングが、内部の孔を通過するロッドによって一体的に保持された連動構成要素により形成されている、請求項３３〜３８のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項４０】
前記ロッド及び／又は前記孔のうちの１つ又は複数が、無線通信用のアンテナを内蔵している、請求項３９に記載の自動測候ステーション。
【請求項４１】
前記ルーバーのうちの１つ又は複数が、無線通信用のアンテナを内蔵している、請求項３９又は４０に記載の自動測候ステーション。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、２０１７年１１月８日に出願された豪州特許仮出願第２０１７９０４５３４号及び２０１８年２月２６日に出願された豪州特許出願第２０１８９００６１１号に対する優先権を主張するものであり、両明細書のすべての内容を本書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、雨量計に関し、詳細には、独立型の雨量計又はコンピュータ制御の灌漑管理システム若しくは自動測候ステーションに組み込み可能な雨量計に関するが、これらに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
２０世紀の初め頃に開発された標準的な雨量計は、大型のコンテナに収まる目盛り付きシリンダに取り付けられた漏斗から成る。目盛り付きシリンダから水が溢れ出た場合は、外側のコンテナがこの水を受け止める。測定の実行時には、シリンダが測定された後、過剰分が別のシリンダに入れられて、測定されることになる。ほとんどの場合、シリンダは、ｍｍで表記され、最大２５ｍｍの降雨を測定することになる。シリンダ上の各水平線は、０．２ｍｍである。大型のコンテナは、シリンダの頂部近くの小孔から流れる２５ｍｍ超の如何なる降雨量をも収集する。この種の雨量計の問題点として、手動で検査するとともに、定期的に中身を取り出す必要があることである。これは、コンピュータベースのシステムに組み込むことができず、また、人間による一定の監視に依拠する。
【０００４】
降雨の測定を自動化するため、転倒枡型雨量計が開発された。最初の転倒枡型雨量計は、地中に設定された大型の銅製シリンダから成る。シリンダの頂部には、降雨を収集して導く漏斗がある。雨は、スケールと同様に釣り合った２つの小さな枡又はレバーの一方に降る。０．２ｍｍに等しい量の雨が降ると、レバーが転倒して、電気信号がレコーダに送られる。レコーダは、収集器から信号が送られるたびに動くギア付きホイールに取り付けられたアームに搭載されたペンから成る。ホイールが回動すると、ペンアームが上方又は下方に移動して、グラフに軌跡を残すと同時に、大きなクリック音を鳴らす。アームの各ジャンプは、ノイズに関連して「クリック」と称する場合がある。チャートは、１０分周期（縦線）及び０．４ｍｍ（横線）で測定され、２４時間ごとに１回転するが、以前は、手動巻きの必要があるゼンマイ式モータが動力源であった（現在は、電気モータで置き換えられている）。転倒枡型雨量計は、降雨が止まってからレバーが転倒する場合もあるため、標準的な雨量計ほど正確ではない。次の雨が降り始めた場合は、１〜２滴以下でレバーが転倒し得る。これにより、実際には微量であるものが、０．２ｍｍの降雨として示されることになる。また、転倒枡は、特に降雪及び大雨の事象において、降雨量を少なく見積もる傾向にある。別の不都合として、これらの機器は通常、藻類等の残留物の進入により、適正に排水されない。転倒枡型雨量計の利点として、雨の性質（小雨、中程度の雨、又は大雨）が容易に得られる。降雨の性質は、設定周期（通例、１時間）に降った雨の総量と、観測者が雨の性質を決定し得る１０分周期の「クリック」の計数とによって決まる。高水準の降雨強度量に対してデータを修正する許容方法として、修正アルゴリズムをデータに適用可能である。最新の転倒型雨量計は、枢軸上で釣り合ったプラスチック収集器から成る。これが転倒すると、スイッチ（リードスイッチ等）が作動した後、遠隔収集ステーションに対して電子的に記録又は送信される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、正確で、人間の介入をほとんど必要としない雨量計を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、構成が安価で、コンピュータ制御の灌漑管理システム又は自動測候ステーションに組み込み可能な雨量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的を念頭において、本発明は、降雨を測定する雨量計であって、一端の入口ポート及び他端の排出ポートを有する測定チャンバであり、上記排出ポートが、バルブにより閉鎖され、上記バルブが、所定の事象で開放されて、上記測定チャンバに収集された水を放出するようにプログラム可能である、測定チャンバと、降雨を受け止めるように構成された漏斗又は収集器であり、上記入口ポートへと開いた、漏斗又は収集器と、上記測定チャンバに対して音響信号を送受信する超音波トランスデューサであり、上記測定チャンバの水位を決定するようにプログラム可能な、超音波トランスデューサと、を備えた、雨量計を提供するようにしてもよい。
【０００８】
上記測定チャンバに入る水の乱流を抑えるように、上記測定チャンバへと滑らかに湾曲した進入路が設けられているのが好ましい。
【０００９】
実用的な一実施形態において、上記バルブは、ボールバルブであり、上記測定チャンバは、上記排出ポートで流体を密封する封止リングを具備する。上記封止リングは、上記排出ポート内に配置され、上記ボールバルブは、上記封止リング及び上記排出ポートに隣接しているのが好ましい。
【００１０】
上記バルブは、ソレノイドアクチュエータにより開閉されるのが好ましい。ソレノイドアクチュエータは、上記バルブと協働して上記バルブの開閉を可能にする傾斜部材（ｒａｍｐｅｄ  ｍｅｍｂｅｒ）をさらに具備していてもよい。
【００１１】
別の実施形態においては、上記バルブの閉鎖時に物質の進入を防止するように、上記排出ポート内にフロートバルブが配置される。また、上記測定チャンバの過剰充填を防止するように、上記漏斗に水溢流ドレインが設けられていてもよい。
【００１２】
別の態様において、上記入口ポートへの水の流れは、超音波トランスデューサの動作と干渉せず、上記超音波トランスデューサは、上記入口ポートの上方に配置される。
【００１３】
分岐管が上記漏斗又は収集器を上記入口ポートに連結するのが好ましい。分岐管は、上記入口ポートへの水の層流進入を可能にする。
【００１４】
別の態様において、上記漏斗又は収集器は、その開放端に、上記雨量計への汚染物質の進入を抑える第１のフィルタを有する。第１のフィルタは、風の影響及び鳥等の生物が上記漏斗又は収集器を覆うリスクを抑える鋭い縁部の穿孔金属グリッドを具備していてもよい。上記第１のフィルタよりも微細な第２のフィルタが上記漏斗又は収集器内に配置されていてもよい。
【００１５】
上記測定チャンバは、管状で、一定の断面積を有するのが好ましい。
【００１６】
別の実施形態において、上記測定チャンバは、ハウジングに組み込まれ、上記ハウジングは、その頂部にソレノイドアクチュエータを具備しており、上記ソレノイドアクチュエータは、上記ハウジング内に摺動可能に配置されたプッシュロッドに動きを与え、上記プッシュロッドは、ロッカーアーム（ｒｏｃｋｅｒ  ａｒｍ：揺動アーム）と協働して上記ボールバルブに係合する。上記ハウジングは、上記ボールバルブの側方移動を制限する複数の羽根を上記排出ポート内に具備するのが好ましい。
【００１７】
上記測定チャンバが空で、降雨が予測も検出もされていない場合に、温度及び湿度効果のための校正であり、上記超音波トランスデューサと上記バルブとの間の距離に基づく、校正が生じるようにプログラムされているのが好ましい。
【００１８】
この雨量計は、上記漏斗又は収集器の上方及び周囲に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサを備えていてもよい。
【００１９】
一端が上記バルブと隣り合い、他端が上記超音波トランスデューサに固定されて、上記音響信号の内部での送受信を可能にする測定管が上記測定チャンバ内に配置されていてもよい。上記測定管に少なくとも１つの通気口が配置されて、上記測定チャンバ及び上記測定管の両者との水位の等化を可能にしていてもよい。
【００２０】
この雨量計は、上記漏斗又は収集器内及び上記入口ポートの上方に配置され、降雨を上記入口ポートへとガイドするように構成されたキャップ部材を有していてもよい。キャップ部材は、円錐状ハウジングであって、上記漏斗又は収集器との間に間隙を有し、使用時に、当該キャップ部材の頂部から上記間隙を通じて上記入口ポートへと降雨をガイドするようにしてもよい。キャップ部材は通常、上記漏斗又は収集器において複数の垂直脚部により支持される。超音波トランスデューサは、上記測定チャンバの上方で上記キャップ部材に配置可能である。
【００２１】
この雨量計は、上記バルブの開放時に水位の変化を導き出して又は補間して、捕捉降雨の連続的及び累積的測定結果を与えるようにプログラムされているのが好ましい。
【００２２】
この雨量計は、上記漏斗又は収集器の内側に存在するカップ状部材であり、その側部及び基部の円周方向周りに複数のスロットを有して、内部に進入した雨が上記複数のスロットを通じて上記漏斗又は収集器へと流出し得るようにした、カップ状部材を備えていてもよい。全天日射計の拡散器が突き出る開口部を頂部に有する中空テーパ状ボスが上記カップ状部材の基部から突出しているのが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、上記規定の少なくとも１つの雨量計を備え、動作制御及び上記少なくとも１つ雨量計からのデータの収集を提供するようにプログラムされたコンピュータ制御の灌漑管理システムを提供していてもよい。
【００２４】
また、本発明は、上記規定の雨量計と、電力用のソーラーパネルと、動作解析用のコンピュータ制御のデータロガーと、温度計、風速計、風向計、湿度計、気圧計、雲高計、現在天気センサ及び／若しくは視程センサ、積雪センサ、並びに全天日射計のうちの１つ又は複数と、を備えた自動測候ステーションを提供していてもよい。
【００２５】
また、本発明は、上記規定の雨量計を備えた自動測候ステーションであって、上記雨量計が頂部に配置されて降雨を収集するハウジングを備え、上記ハウジングが、スティーブンソン型百葉箱を上記雨量計の下方に有して、内部に含まれる気象測器を雨及び外部源からの直接熱放射に対して保護する一方、周囲での空気の自由循環を可能にする、自動測候ステーションを提供していてもよい。
【００２６】
ハウジングは、上記スティーブンソン型百葉箱の下方に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサを備えていてもよい。
【００２７】
この自動測候ステーションは、上記雨量計から延びたキャップ部材内に配置された全天日射計を備えるのが好ましい。通常、上記全天日射計は、散光器により保護されたＵＶセンサ又はフォトダイオードを備える。
【００２８】
鳥管理スパイクが上記雨量計から突出して、上記測候ステーション上の鳥の就塒を防止するのが好ましい。別の実施形態において、上記ハウジングは、円筒状である。
【００２９】
さらに別の実施形態において、上記ハウジングは、内部の孔を通過するロッドによって一体的に保持された連動構成要素により形成されている。上記ロッド及び／又は上記孔のうちの１つ又は複数が無線通信用のアンテナを内蔵していてもよい。また、上記ルーバーのうちの１つ又は複数が無線通信用のアンテナを内蔵していてもよい。
【００３０】
本発明の理解をより容易化するとともに実用的効果が得られるように、以下、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従って構成された雨量計の好適な一実施形態の断面図である。
【図２】本発明に従って構成された雨量計の別の実施形態の断面図である。
【図３】本発明に従って構成された雨量計の別の実施形態の断面図である。
【図４】図３に示す雨量計の一変形例の断面図である。
【図５】図３において５と表示したエリアの拡大図である。
【図６】図３に示す雨量計の上面図である。
【図７】降雨測定時の時間に対する累積水位のグラフである。
【図８】雨量計を具備する測候ステーションの一実施形態の上面斜視図である。
【図９】図８に示す測候ステーションの下面斜視図である。
【図１０】図８に示す測候ステーションの第１の側面図である。
【図１１】図８に示す測候ステーションの第２の側面図である。
【図１２】図８に示す測候ステーションの上面図である。
【図１３】図８に示す測候ステーションの底面図である。
【図１４】図１０の矢印１４−１４に沿った方向の断面図である。
【図１５】図１１の矢印１５−１５に沿った方向の断面図である。
【図１６】図８に示す測候ステーションを一部分解して漏斗又は収集器及び測定チャンバがない状態の斜視図である。
【図１７】図８に示す測候ステーションに含まれる雨量計の斜視図である。
【図１８】図１７の後面図である。
【図１９】ボールバルブが閉鎖位置にある状態の図１８の矢印１９−１９に沿った方向の断面図である。
【図２０】ボールバルブが部分的開放位置にある状態の図１９に類似する図である。
【図２１】図１６に示すゾーン２１の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面中の図１には、主ハウジング１２と、降雨を捕捉する漏斗又は収集器１４とを有する雨量計１０を示している。漏斗又は収集器１４は通常、円錐状であり、主ハウジング１２の上方に配置されている。図中には、開口１８における粗フィルタ１６と、漏斗又は収集器１４内に配置された微細フィルタ２０とを備えた２段階フィルタシステムを示している。２つのフィルタ１６、２０を図示しているが、本発明は、必要に応じて１つのフィルタと作用することもあれば、フィルタと作用しないこともある。フィルタ１６は、深さ約１０ｍｍで鋭い縁部の穿孔金属グリッドであるのが好ましい。フィルタ１６の機能として、漏斗又は収集器１４に入る雨の正しい体積に影響を及ぼす風を抑えるとともに、鳥等の生物が漏斗又は収集器１４を塞いだり、上に立ったり、内部に排便したりすることを防止する。漏斗又は収集器１４は、小径の出口２２へと狭隘化し、好ましくは出口２２と同径の分岐管２４に接続されている。分岐管２４に入る水の乱流を抑えるため、湾曲部２６が出口２２と分岐管２４をと連結する。矢印２８で示すように、水が分岐管２４に沿って、層流経路を通過し、測定チャンバ３０に入る。主ハウジング１２に対する分岐管２４の角度は、内部を通る水が層流となるように設定可能である。
【００３３】
測定チャンバ３０は、断面が円形で、開口１８の断面積よりも大幅に小さな断面積を有し、通常は５０：１の比である。測定チャンバ３０の頂部には入口ポート３２が設けられ、測定チャンバ３０の底部には排出ポート３４が設けられている。入口ポート３２の頂部には超音波トランスデューサ３６が配置され、測定チャンバ３０に対して音響信号３８を送受信する。送信されて測定チャンバ３０の水位４０で反射した信号の経過時間の測定により、水位４０と超音波トランスデューサ３６との間の距離に関するデータひいては降雨の測定結果が得られることになる。
【００３４】
超音波トランスデューサ３６を水害から保護するため、水溢流通路４２が入口ポート３２を排出ポート３４に連結する。測定チャンバ３０内の水が過剰充填となった場合はいつでも、矢印４４で示すように水溢流通路４２へと流れ込み、超音波トランスデューサ３６とは干渉しない。超音波トランスデューサ３６の測定の精度は、測定チャンバ３０へと開いた滑らかな湾曲又は凸状部４６を有することにより向上する。湾曲部４６は、分岐管２４からの層流を維持することになる。湾曲部４６は、音響信号３８を反射させ得る水の乱流が生じないようにする。また、湾曲部４６の進入路は、音響信号３８を測定チャンバ３０へと案内して、分岐管２４及び測定チャンバ３０の進入遷移部での表面反射が生じないようにする。
【００３５】
測定チャンバ３０は、円錐断面を有する排出ポート３４へと開いている。測定チャンバ３０の環状溝には、円形の弾性Ｏリング４８が固定されている。ボールバルブ５０が測定チャンバ３０を閉鎖して、Ｏリング４８に対するボールバルブ５０の封止係合を通じた水の漏れを防止する。ボールバルブ５０は、往復運動する傾斜部材５２の力によって閉鎖位置を保つ。傾斜部材５２は、閉鎖位置を維持する平坦部５４と、ソレノイドアクチュエータ６０のプランジャ５８により引っ張られた場合のボールバルブ５０の落下を可能にする勾配部５６とを有する。ソレノイドアクチュエータ６０の開閉移動を矢印６２で示す。排出ポート３４は、底部に排出孔６６を備えた円錐キャップ６４をさらに具備する。排出孔は、排出ポート３４から水が放出されていない場合の昆虫の進入から保護するフロートボール６８によって覆われている。
【００３６】
使用時、ボールバルブ５０は、Ｏリング４８に対する封止接触によって、測定チャンバ３０の排出ポート３４を閉鎖する。雨水が開口１８から漏斗又は収集器１４に流れ込み、フィルタ１６及び２０でろ過される。水が出口２２から分岐管２４へと流れ込み、測定チャンバ３０の入口ポート３２に流入する。超音波トランスデューサ３６は、音響信号３８を送受信して、水が存在する場合には測定チャンバ３０の水面４０から、水が存在しない場合には上記ボールバルブ５０の表面から反射される信号の経過時間を測定する。水位又はボールバルブ表面と超音波トランスデューサ３６との間の距離を測定可能である。測定結果は、コンピュータモニタリングシステム（図示せず）による解釈及びモニタリングによって、降雨データを提供可能である。雨に際して測定チャンバ３０が満たされる場合は、傾斜部材５２が移動するようにソレノイドアクチュエータ６０が動作する所定の深さ７０に水位が達するまで、水深４０が継続的に測定される。傾斜部材５２の移動により、ボールバルブ５０は、勾配部５６との接触によって下がる。測定チャンバ３０から排出ポート３４を通じて水が放出されることになる。そして、ソレノイドアクチュエータ６０は、ボールバルブ５０をＯリング４８に押し込んで、測定チャンバ３０を閉鎖するように動作する。測定チャンバ３０が充填を再開すると、所定の深さ７０に達するまで水位が再び測定され、このサイクルが繰り返される。排出及び充填プロセスは、降雨の連続的な無人測定を可能にする。ボールバルブ５０が閉鎖した際に記録された水位で測定が開始となるため、各サイクルにおいて、すべての水を排出する必要はない。コンピュータモニタリングシステムは、視覚的表現（例えば、時間に対する降雨のグラフ）を提供可能である。バルブが空になった場合は、このグラフにおいて、小さな間隙及び急激な減少が生じることになる。コンピュータモニタリングシステムは、バルブの開放直前及びバルブの閉鎖直後に降雨を平均化することができる。そして、このデータの使用により、平均化を用いたグラフの滑らかな補間修正がもたらされ得る。
【００３７】
図２は、図１に示す実施形態の一変形例を示しており、図１の左側からの断面である。したがって、分岐管２４、溢流通路４２、及び漏斗又は収集器１４は示していないが、図１のように、主ハウジング１２と組み合わされることになる。説明の繰り返しを回避するため、図１における同一の整数は、図２においても同じ参照番号及び機能を有することになる。主な違いは、ソレノイドアクチュエータ６０が主ハウジング１２の頂部に配置され、傾斜部材５２がプッシュロッド７２及びロッカーアーム７４により置き換えられた点である。プッシュロッド７２は、主ハウジング１２の長手方向ボア７６内に摺動可能に配置されている。プッシュロッド７２は、頂部がソレノイドアクチュエータ６０のばね仕掛けのプランジャ５８に接触するとともに、底部がロッカーアーム７４の一端に接触して、ボールバルブ５０の閉鎖を維持する。ロッカーアーム７４は、排出ポート３４内で、複数（通常は、４つ）の垂直羽根８０のうちの１つに対して７８で枢動的に取り付けられている。また、垂直羽根８０は、ボールバルブ５０及びフロートボール６８の側方移動を制限することになる。主ハウジング１２の下部８２は、取り外して修理及び洗浄することができる。
【００３８】
使用時、ソレノイドアクチュエータ６０が作動してプランジャ５８を後退させると、ボールバルブ５０が開放される。ロッカーアーム７４は、枢動して、ボールバルブ５０を解除するとともに、測定チャンバ３０を空にする。ソレノイドアクチュエータ６０が非作動の場合は、ばね仕掛けのプランジャ５８がプッシュロッド７２を下方に押しやって、ロッカーアーム７４を枢動させるとともにボールバルブ５０を閉鎖することになる。本実施形態では、電気的構成要素すなわち超音波トランスデューサ３６及びソレノイドアクチュエータ６０が水環境から隔離される。
【００３９】
図３、図５、及び図６は、図２に示す実施形態の一変形例を示している。説明の繰り返しを回避するため、図１及び図２における同一の整数は、図３、図５、及び図６においても同じ参照番号及び機能を有することになる。本実施形態において、測定チャンバ３０は、底部９２で開放されるとともに上端９４で超音波トランスデューサ３６により閉鎖された同軸管９０を具備する。同軸又は測定管９０の底部９２は、同軸管９０への水の自由な進入を可能にする距離で、ボールバルブ５０の近くにある。超音波トランスデューサ３６に隣り合う通気口９６により、測定チャンバ３０中の水は、同軸管９０中の水と同じ水位になって、エアロックを回避可能である。
【００４０】
漏斗又は収集器１４に入る雨滴９８による乱流は、フィルタ２０の下側に存在する円錐状ハウジング１００の形態のキャップ部材により制御される。円錐状ハウジング１００は、湾曲円周方向リム２００を有し、漏斗又は収集器１４の垂直壁２０４と同軸間隙２０２を構成することにより、雨水が円錐状ハウジング１００から漏斗又は収集器１４へと排出される。フィルタ２０は、円錐状ハウジング１００及び垂直壁２０４の形状に従う。円錐状ハウジング１００は、本体１２から延びた複数の垂直脚部１０１上に存在して、矢印１０２で示すように、漏斗又は収集器１４から測定チャンバ３０へと水が進入し得る間隙（図示せず）を与えている。測定チャンバ３０への進入箇所は、１０３において滑らかな湾曲又は凸状となっており、進入する水の層流を与える。また、円錐状ハウジング１００は、内側に嵌め合わされることにより、超音波トランスデューサ３６を水分曝露から保護する傘として作用する。また、円錐状ハウジング１００の内側には、ソレノイドアクチュエータ６０が嵌め合わされている。円錐状ハウジング１００には、関連する電子回路（図示せず）を容易に設置可能である。円錐状ハウジング１００は、保守の必要に応じていつでも容易に取り外され、超音波トランスデューサ３６及びソレノイドアクチュエータ６０へのアクセスを可能にする。また、超音波トランスデューサ３６の同軸又は測定管９０への取り付けにより、水しぶきが管に入って干渉及び超音波信号反射を引き起こすことはない。水溢流通路４２は、垂直脚部１０１のうちの少なくとも１つにおいて開口部２０６に連結され、図１を参照して説明したように動作する。また、垂直脚部１０１は、図示のようなプッシュロッド７２及び電子配線（図示せず）を含むことができる。
【００４１】
本実施形態においては、図５に示すように、主ハウジング１２の端部からわずかにオフセットした溝にＯリング９９が配置され、閉鎖位置のボールバルブ５０と接触する鋭い縁部１０４を与える。これにより、ボールバルブ５０の頂部から音響信号が反射された場合に、ボールバルブ５０の頂部と超音波トランスデューサ３６との間の距離が一定を保つことになる。このため、Ｏリング９９の圧縮性による距離誤差が回避されることになる。
【００４２】
図３、図５、及び図６の実施形態の動作は、図２に示す実施形態とよく似ている。主な違いは、水が測定チャンバ３０及び同軸又は測定管９０に流れ込んで同じ水位４０に達する点である。超音波トランスデューサ３６は、管９０内でのみ音響信号３８を送受信する。その他、降雨の測定及びボールバルブ５０の動作については、他の実施形態を参照して上述したものと同じである。
【００４３】
図４は、図３、図５、及び図６に示す実施形態の一変形例を示している。説明の繰り返しを回避するため、図３、図５、及び図６における同一の整数は、図３、図５、及び図６においても同じ参照番号及び機能を有することになる。これら２つの実施形態の違いは、測定管９０が除去され、基本的には、図１及び図２に示したものと同様に動作する点である。
【００４４】
すべての実施形態において、水深から導き出される体積計算は、図１、図２、及び図４〜図６に示す実施形態の場合、同軸又は測定管９０の断面積に基づくことになる。同軸又は測定管９０を有する図３の実施形態の場合の体積計算では、以下に等しい水の断面積を使用する。
（測定チャンバ３０の断面積）−（同軸又は測定管９０の環状面積）
【００４５】
図７のグラフは、所定の時間において、ボールバルブ５０の開放による水の放出について演算した修正結果を示している。ボールバルブ５０が開いている短い期間にわたって、測定チャンバ３０及び／又は測定管９０における水位（ｘ）は、低下している。バルブ５０が開いている期間にわたっては、ソフトウェアが水位の変化Ｘ０を導き出す（補間する）ため、連続する時間領域にわたって、捕捉降雨の連続的及び累積的な測定が可能となる。
開放時間Ｔ０＝ｔ２−ｔ１
ここで、ｔ１は、バルブが開く時間であり、
ｔ２は、バルブが閉じる時間である。
ソフトウェアは、
ａ．ｔ１の前の期間ΔＴｐｒｉｏｒにわたる水位の変化率ΔＸｐｒｉｏｒと、
ｂ．ｔ２の後の期間ΔＴａｆｔｅｒにわたる水位の変化率ΔＸａｆｔｅｒと、
を計算する。
【００４６】
その後、ソフトウェアは、バルブ開放前後の平均変化率を決定する。
（ΔＸｐｒｉｏｒ＋ΔＸａｆｔｅｒ）／（ΔＴｐｒｉｏｒ＋ΔＴａｆｔｅｒ）
【００４７】
等価水位変化率Ｘ０
Ｘ０＝Ｔ０×（ΔＸｐｒｉｏｒ＋ΔＸａｆｔｅｒ）／（ΔＴｐｒｉｏｒ＋ΔＴａｆｔｅｒ）
【００４８】
バルブ開放前の累積水位ｘｃｕｍ
ｘｃｕｍ＝ｘ１（時間ｔ１における水位）
【００４９】
バルブ閉鎖後の累積水位ｘｃｕｍ
ｘｃｕｍ＝ｘ１＋Ｘ０＝ｘ２
【００５０】
超音波トランスデューサ３６は、既知の基準測定結果に依拠して、温度及び湿度による空気中の音速の変動を補償する。この機器の基準測定結果は、ボールバルブ５０の上面までの距離である。雨量計１０を制御するソフトウェアは、降雨のない期間が検出されている場合、ボールバルブ５０を定期的に（通常、毎日）開放して、残留水をすべて排出する。降雨のない期間の決定の支援に、降雨予測ソフトウェアを採用することもできる。すべての水が測定チャンバ３０から排出された後、雨が降っていなければ、温度及び湿度の影響に対して、雨量計を校正可能である。
【００５１】
別の態様においては、空気温度の直接測定によって、校正プロセス中の湿度を導き出すことが可能となる。音響信号が送信され、ボールバルブ５０で反射される時間は、温度及び湿度の関数である。温度、送信時間、及びボールバルブ５０までの距離が既知であれば、湿度を演算することができる。
【００５２】
また、図３〜図６は、音響風速計１０９を用いた風速及び風向の測定を可能にする。音響風速計１０９は市販されており、超音波パルスの飛行時間を用いて、風が吹く速さを検出する。通常は、３つ以上の超音波トランスデューサ１０８を互いに等距離に、漏斗又は収集器１４の頂部から半径方向にオフセットして、アーム１０６に搭載して使用する。音響風速計１０９の位置は、漏斗又は収集器１４の頂部に限らず、以下の実施形態において説明する通り、底部に配置されていてもよい。超音波トランスデューサ１０８は、漏斗又は収集器１４の頂部上を通過する際の風速及び風向の水平成分を測定することになる。信号の方向が漏斗又は収集器１４に対して垂直方向にオフセットした超音波トランスデューサ１０８の場所では、超音波トランスデューサ間を通過する信号を妨害する物体（例えば、ごみ屑）を検出可能となる。これは、フィルタ１６が配置された漏斗開口を枝、小枝、葉等の植物のごみ屑が妨害している場合に、特に関連する。これにより、上記のような事象が発生した場合、警報を発することができる。
【００５３】
雨量計１０は通常、地面からある距離に配置された場合に生じる風の影響を回避するため、地表に配置されている。風速計１０９を雨量計に組み込むことによって、雨量計を風の影響に対して直接校正可能となるため、地面の上方に位置決めして降雨（雨）を正確に測定可能となる。風速は、蒸発散量の演算に用いられる測候ステーションの入力変数である。
【００５４】
図１〜図７の雨量計１０は、電力用のソーラーパネルと、動作解析用のコンピュータ制御のデータロガーと、温度計、風速計（上述）、風向計、湿度計、気圧計、雲高計、現在天気センサ及び／若しくは視程センサ、積雪センサ、並びに全天日射計のうちの１つ又は複数と、を具備することになる自動測候ステーション（図示せず）に組み込み可能である。
【００５５】
図８〜図２１は、雨量計の小型測候ステーション３００への組み込みを示している。説明の繰り返しを回避するため、図１〜図７における同一の整数は、図１〜図７においても同じ参照番号及び機能を有することになる。測候ステーション３００は、基本的には円筒形状であるが、従来の測候ステーションのように正方形も可能であるし、その他任意の所望形状も可能である。雨量計３０２は、スティーブンソン型百葉箱３０４に取り付けられるように構成されている。スティーブンソン型百葉箱３０４は、気象測器を雨及び外部源からの直接熱放射に対して保護する一方、周囲での空気の自由循環を依然として可能にするシェルタ又は筐体である。図９及び図１４において最もよく見えるように、複数のルーバー３０６（すべてを表記しているわけではない）が遮蔽をもたらすとともに、空気の循環を可能にする。基底部材３０８が構造の末端であるが、これは、空隙３１０によってスティーブンソン型百葉箱３０４から分離されている。測候ステーション３００の組み立ては、ルーバーが通過するとともに互いに連動する４つのロッド３０３を用いることで簡素化されている。各ロッド３０３は、測候ステーションの頂部及び底部に固定されている。リング３１２がポール又は台座（図示せず）を含んで、可調整締め付け部材３１４により適所に設定可能である。複数の鳥管理スパイク３１６が測候ステーション３００から突出して、鳥の就塒を防止する。鳥は、測候ステーションを汚す可能性がある大量の見苦しくて不衛生な糞を排泄する場合がある。そのため、鳥管理スパイク３１６の使用により、鳥を殺傷することなく防止する。
【００５６】
図１７〜図２０は、図４に示したものと類似の雨量計３０２を示している。主な違いは、ボールバルブ５０の動作の変更、水溢流通路４２の除去、及び円錐状ハウジング１００の変更である。ロッカーアーム７４は、一端がばね仕掛けのプランジャ５８に直接結合され、他端がボールバルブ５０と接触したままである。完全防水のため、ハウジング開口３２０には、グロメット（図示せず）を挿入可能である。図１９は、ボールバルブ５０が閉じた状態の水位４０を示し、図２０は、ソレノイド６０が作動して、矢印３２２で示すように水が排出孔６６から排出されて空になった様子を示している。フロートボール６８についても、必要に応じて下部８２とともに省略可能である。排水は、わずかにテーパ状のプレート３２４（図１４及び図１５）上に落ち、スティーブンソン型百葉箱３０４から地上へと流れることになる。
【００５７】
水溢流通路４２は、スティーブンソン型百葉箱３０４へと直接開き、わずかにテーパ状のプレート３２４上に落ちて排出される中空ボス３２６（図１５において最もよく見える）により置き換えられている。中空ボス３２６は、溢流水が進入して流れ落ちるスロット３２８を有する。
【００５８】
本実施形態においては、円錐状ハウジング１００並びに第１及び第２のフィルタ１６、２０が改良されている。漏斗又は収集器１４の垂直壁２０４の内側にカップ部材３３０が存在する。第２のフィルタ２０は省略され、第１のフィルタ１６は、カップ部材３３０の側部及び基部の円周方向周りの複数のスロット３３２から成る。カップ部材３３０の基部からは円錐状の中空ボス３３４が立ち上がり、カップ部材３３０に入る雨水がスロット３３２を直接流れる可能性もあるし、スロット３３２を通じて、円錐状の中空ボス３３４から漏斗又は収集器１４ひいては測定チャンバ３０へと排出される可能性もある。測候ステーション３００を制御するプリント配線アセンブリ３３６を封入して、カップ部材３３０の下側に存在するように成形することができる。測候ステーション３００は、平面への太陽放射照度を測定する全天日射計３３８を具備しており、これは、一般的な波長範囲３００ｎｍ〜２８００ｎｍ内の太陽放射束密度（Ｗ／ｍ２）を測定するように設計されている。全天日射計３３８としては、拡散器又は光ファイバ３４０を備えたフォトダイオードが可能である。拡散器又は光ファイバ３４０は、円錐状の中空ボス３３４の頂部で開口部３４２から突出するとともに（図１６）、そこで封止固定されることになる。全天日射計３３８は、コネクタ３５２を用いてプリント配線アセンブリ３３６に結合可能である。全天日射計３３８を具備することにより、雨量計又は測候ステーションが強力且つ便利なものとなる。
【００５９】
ポッド３４４に入った気象測器がプリント配線アセンブリ３３６に取り付けられるか、又は、スティーブンソン型百葉箱３０４内に配置されている。通常、ポッド３４４は、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、及びその他任意所望の気象測器のうちの１つを含んでいてもよい。また、超音波センサ３６がプリント配線アセンブリ３３６に組み込まれ、上述の実施形態を参照して説明した通り、測定チャンバ３０に対して音響信号を送受信する。
【００６０】
空隙３１０は、風速及び風向を測定するゾーンを与える。通常は、３つ以上（本書においては、４つ）の超音波トランスデューサ１０８を互いに等距離に、基底部材３０８を向くように、プレート３４６に搭載して使用する。超音波トランスデューサ１０８は、空隙３１０内で共鳴音響波（超音波）を使用して、それぞれの測定を実行する。風が空隙３１０を通過すると、波の特性が変化する（位相シフト）。各トランスデューサによって受信信号中の位相シフトの量を測定した後、データを数学的に処理することによって、センサは、風速及び風向の正確な水平方向測定結果を与えることができる。ワイヤハーネス３４８が超音波トランスデューサ１０８をプリント配線アセンブリ３３６上の電気コネクタ３５０に結合している。
【００６１】
別の実施形態において、測候ステーション３００は、他の測候ステーション又はコンピュータ制御の灌漑管理システム（図示せず）との通信に用いる１つ又は複数のＲＦ（無線周波数）アンテナを内蔵していてもよい。自動測候ステーションは通常、テレメトリシステムに接続されて、実時間でデータにアクセスする。テレメトリシステムは、ＲＦネットワークを用いて通信を行うことが多い。結果として、ＲＦアンテナは通常、測候ステーションインフラの一体的要素である。測候ステーションの要素に結合されたアンテナは、その場所が問題になることが多かった。測候ステーション３００は、当該測候ステーションを構成する要素を構造的に支持する複数のロッド３０３を有する。ロッド３０３及び／又はそれらが通過し得る孔がアンテナ（図示せず）を内蔵していてもよい。受信の改善のため、少なくとも１つのアンテナが設けられていてもよいし、複数のアンテナが用いられるようになっていてもよい。また、アンテナ（図示せず）を１つ又は複数のルーバー３０６に組み込むことも可能である。これにより、採用する様々な周波数に適するように、必要に応じて、（ロッド３０３を介した）垂直及び（ルーバー３０６を介した）水平の両方のアンテナ設計が可能となる。共同設置アンテナに固有の問題は、干渉である。複数アンテナの用途の場合は、動作が一切重ならないように、それぞれの動作を順序付けるソフトウェアによって各アンテナの使用を管理することが提案されている。これは、多重化と称することが多い。
【００６２】
別の実施形態においては、雨量計１０又は測候ステーション３００をコンピュータ制御の灌漑管理システム（図示せず）に組み込むことができる。このようなシステムは、２０１８年８月１４日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１８／０５０８５８号の明細書に開示されている。国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１８／０５０８５８号の内容を本書に援用する。雨量計１０又は測候ステーション３００は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１８／０５０８５８号に記載のソーラー制御機器それぞれに設置可能である。このシステムは、雨量計１０又は測候ステーション３００に関する以下の動作のうちの１つ又は複数を含み得る。
１．降雨を連続的に実時間測定すること
２．水位が所定の基準レベルに達した場合にボールバルブを開けて、測定チャンバを空にすること
３．排出によって測定チャンバからすべての水が放出されない場合に、測定チャンバ内の水位から、水位を測定し続けること
４．測定チャンバ中の水を排出可能となる降雨の停止を検出すること
５．ボールバルブまでの既知の距離に対して超音波トランスデューサを再校正するとともに、温度及び湿度の変動に対してパラメータを調整すること
６．温度測定結果から、雨量計での湿度を導き出すこと
７．降雨なしで水位が低下する場合に、ボールバルブの封止不良を検出すること
８．測定チャンバが所定の基準レベルを超えて充填された場合に、バルブ動作の障害を検出すること
９．溢流中の雨量計を上記雨量計から隔離すること
【００６３】
様々な環境又は設計要件に適するように実施形態を変形可能である。超音波トランスデューサは、水位の高さを測定する他種のセンサにより置き換え可能である。また、分岐管２４の形状及び構造は、図３及び図４に示すように、再成形又は除去可能である。
【００６４】
本発明は、当業者にとって容易に明らかとなり、本発明の広い範囲及び領域に存する考えられるその他多くの改良を含むことが了解される。本書においては、本発明及び具体的な実施形態の広範な性質のみを一例として示しているに過ぎない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月26日(2020.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の別の目的は、構成が安価で、コンピュータ制御の灌漑管理システム又は自動測候ステーションに組み込み可能な雨量計を提供することである。
用語について
本書において、「ボールバルブ」とは、閉鎖位置において出口ポートを封止してそこからの流体の漏れを防止し、開放位置において、重力下で前記出口ポートを通る流体の急速な流れを可能にするよう前記出口ポートを自由とする、拘束された可動球形ボールとして解すべきものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
これらの目的を念頭において、本発明は、降雨を測定する雨量計であって、一端の入口ポート及び他端の排出ポートを有する測定チャンバであり、上記排出ポートが、ボールバルブにより閉鎖され、上記ボールバルブが、所定の事象で開放されて、上記測定チャンバに収集された水を放出するようにプログラム可能である、測定チャンバと、降雨を受け止めるように構成された漏斗又は収集器であり、上記入口ポートへと開いた、漏斗又は収集器と、上記測定チャンバに対して音響信号を送受信する超音波トランスデューサであり、上記測定チャンバの水位を決定するようにプログラム可能な、超音波トランスデューサと、を備え、上記超音波トランスデューサが、該超音波トランスデューサとボールバルブ表面との間の距離に基づいてこの雨量計を校正することができるようにプログラム可能である、雨量計を提供するようにしてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
実用的な一実施形態において、上記測定チャンバは、上記排出ポートで流体を密封する封止リングを具備する。上記封止リングは、上記排出ポート内に配置され、上記ボールバルブは、上記封止リング及び上記排出ポートに隣接しているのが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記ボールバルブは、ソレノイドアクチュエータにより開閉されるのが好ましい。ソレノイドアクチュエータは、上記ボールバルブと協働して上記ボールバルブの開閉を可能にする傾斜部材（ｒａｍｐｅｄ  ｍｅｍｂｅｒ）をさらに具備していてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
別の実施形態においては、上記ボールバルブの閉鎖時に物質の進入を防止するように、上記排出ポート内にフロートバルブが配置される。また、上記測定チャンバの過剰充填を防止するように、上記漏斗に水溢流ドレインが設けられていてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上記校正は、温度と湿度の効果を考慮しており、上記測定チャンバが空で、降雨が予測も検出もされていない場合に、上記超音波トランスデューサと上記バルブとの間の距離に基づいて上記校正が生ずるようにプログラムされ得ることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
一端が上記ボールバルブと隣り合い、他端が上記超音波トランスデューサに固定されて、上記音響信号の内部での送受信を可能にする測定管が上記測定チャンバ内に配置されていてもよい。上記測定管に少なくとも１つの通気口が配置されて、上記測定チャンバ及び上記測定管の両者との水位の等化を可能にしていてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この雨量計は、上記ボールバルブの開放時に水位の変化を導き出して又は補間して、捕捉降雨の連続的及び累積的測定結果を与えるようにプログラムされているのが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
降雨を測定する雨量計であって、
一端に入口ポート及び他端に排出ポートを有する測定チャンバであり、前記排出ポートが、（明細書において定義された）ボールバルブにより閉鎖され、前記ボールバルブが、所定の事象で開放されて、前記測定チャンバに収集された水を放出するようにプログラム可能である、測定チャンバと、
降雨を受け止めるように構成された漏斗又は収集器であり、前記入口ポートへと開いた漏斗又は収集器と、
前記測定チャンバに対して音響信号を送受信する超音波トランスデューサであり、前記測定チャンバの水位を決定するようにプログラム可能である超音波トランスデューサと
を含み、
前記超音波トランスデューサが、該超音波トランスデューサと前記ボールバルブの表面との間の距離に基づいて当該雨量計を校正することができるようにプログラム可能である、雨量計。
【請求項２】
前記測定チャンバに入る水の乱流を抑えるよう、前記測定チャンバへと滑らかに湾曲した進入路をさらに含む、請求項１に記載の雨量計。
【請求項３】
前記測定チャンバが、前記排出ポートで流体を密封する封止リングを含む、請求項１又は２に記載の雨量計。
【請求項４】
前記封止リングが、前記排出ポート内に配置され、前記ボールバルブが、前記封止リング及び前記排出ポートに隣接している、請求項３に記載の雨量計。
【請求項５】
前記ボールバルブが、ソレノイドアクチュエータにより開閉される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項６】
前記ソレノイドアクチュエータが、前記バルブと協働して前記バルブの開閉を可能にする傾斜部材をさらに含む、請求項５に記載の雨量計。
【請求項７】
前記ボールバルブの閉鎖時に物質の進入を防止するよう、前記排出ポート内にフロートバルブをさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項８】
前記測定チャンバの過剰充填を防止するよう、前記漏斗に水溢流ドレインをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項９】
前記入口ポートへの水の流れが、前記超音波トランスデューサの動作と干渉しない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサが、前記入口ポートの上方に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１１】
前記漏斗又は収集器を前記入口ポートに連結する分岐管をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１２】
前記分岐管が、前記入口ポートへの水の層流進入を可能にする、請求項１１に記載の雨量計。
【請求項１３】
前記漏斗又は収集器が、当該雨量計への汚染物質の進入を抑えるよう、その開放端に第１のフィルタを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１４】
前記第１のフィルタが、前記漏斗又は収集器に入る雨の正しい体積に影響を及ぼす風を抑えるとともに、鳥等の生物が前記漏斗又は収集器を覆うリスクを抑えるよう、鋭い縁部の穿孔金属グリッドを含む、請求項１３に記載の雨量計。
【請求項１５】
前記第１のフィルタよりも微細な第２のフィルタが前記漏斗又は収集器内に配置されている、請求項１３又は１４に記載の雨量計。
【請求項１６】
前記測定チャンバが、管状であり、一定の断面積を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１７】
前記測定チャンバが、ハウジングに組み込まれ、前記ハウジングが、その頂部にソレノイドアクチュエータを含み、前記ソレノイドアクチュエータが、前記ハウジング内に摺動可能に配置されたプッシュロッドに動きを与え、前記プッシュロッドが、ロッカーアームと協働して前記ボールバルブに係合する、請求項１〜４、７〜１６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項１８】
前記ハウジングが、前記ボールバルブの側方移動を制限するよう、前記排出ポート内に複数の羽根を含む、請求項１７に記載の雨量計。
【請求項１９】
前記校正が、温度と湿度の効果を考慮しており、前記校正が、前記測定チャンバが空で、降雨が予測も検出もされていない場合に、前記校正が生ずるようにプログラムされ得る、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２０】
前記漏斗又は収集器の上方及び周囲に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサをさらに含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２１】
前記測定チャンバ内に配置され、一端が前記ボールバルブと隣り合い、他端が前記超音波トランスデューサに固定されて、前記音響信号の内部での送受信を可能にする測定管をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２２】
前記測定管に少なくとも１つの通気口が配置されて、前記測定チャンバ及び前記測定管の両者との水位の等化を可能にする、請求項２１に記載の雨量計。
【請求項２３】
前記漏斗又は収集器内及び前記入口ポートの上方に配置され、降雨を前記入口ポートへとガイドするように構成されたキャップ部材をさらに含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２４】
前記キャップ部材が、円錐状ハウジングとして形成され、前記漏斗又は収集器との間に間隙を有し、使用時に、当該キャップ部材の頂部から前記間隙を通じて前記入口ポートへと降雨をガイドする、請求項２３に記載の雨量計。
【請求項２５】
前記キャップ部材が、前記漏斗又は収集器において複数の垂直脚部により支持されている、請求項２３又は２４に記載の雨量計。
【請求項２６】
前記超音波トランスデューサが、前記測定チャンバの上方で前記キャップ部材に配置されている、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２７】
前記ボールバルブの開放時に水位の変化を導き出して又は補間して、捕捉降雨の連続的及び累積的測定結果を与えるようにプログラムされている、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２８】
前記漏斗又は収集器の内側に存在するカップ状部材であり、その側部及び基部の円周方向周りに複数のスロットを有して、内部に進入した雨が前記複数のスロットを通じて前記漏斗又は収集器へと流出し得るようにした、カップ状部材をさらに含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の雨量計。
【請求項２９】
前記カップ状部材の基部から突出した中空テーパ状ボスであり、全天日射計の拡散器が突き出る開口部を頂部に有する、中空テーパ状ボスをさらに含む、請求項２８に記載の雨量計。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の少なくとも１つ雨量計を含む、コンピュータ制御の灌漑管理システムであって、動作制御及び前記少なくとも１つ雨量計からのデータの収集を提供するようにプログラムされている、コンピュータ制御の灌漑管理システム。
【請求項３１】
（ａ）降雨を連続的に実時間測定すること、
（ｂ）水位が所定の基準レベルに達した場合に前記ボールバルブを開けて、前記測定チャンバを空にすること、
（ｃ）排出によって前記測定チャンバからすべての水が放出されない場合に、前記測定チャンバ内の水位から、水位を測定し続けること、
（ｄ）前記測定チャンバ中の水を排出可能となる降雨の停止を検出すること、
（ｅ）前記ボールバルブまでの既知の距離に対して前記超音波トランスデューサを再校正するとともに、温度及び湿度の変動に対してパラメータを調整すること、
（ｆ）温度測定結果から、前記雨量計での湿度を導き出すこと、
（ｇ）降雨なしで水位が低下する場合に、前記ボールバルブの封止不良を検出すること、
（ｈ）前記測定チャンバが所定の基準レベルを超えて充填された場合に、ボールバルブ動作の障害を検出すること、
（ｉ）溢流中の前記少なくとも１つの雨量計を前記雨量計から隔離すること
という動作のうちの１つ又は複数を含む、請求項３０に記載のコンピュータ制御の灌漑管理システム。
【請求項３２】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の雨量計と、電力用のソーラーパネルと、動作解析用のコンピュータ制御のデータロガーと、温度計、風速計、風向計、湿度計、気圧計、雲高計、現在天気センサ及び／若しくは視程センサ、積雪センサ、並びに全天日射計のうちの１つ又は複数とを含む、自動測候ステーション。
【請求項３３】
請求項１〜２９のいずれか一項に記載の雨量計を含む自動測候ステーションであって、前記雨量計が頂部に配置されて降雨を収集するハウジングを含み、前記ハウジングが、スティーブンソン型百葉箱を前記雨量計の下方に有して、内部に含まれる気象測器を雨及び外部源からの直接熱放射に対して保護する一方、周囲での空気の自由循環を可能にする、自動測候ステーション。
【請求項３４】
前記ハウジングが、前記スティーブンソン型百葉箱の下方に配置され、風速及び風向の計算を可能にする音響風速計を構成する複数の超音波トランスデューサを含む、請求項３３に記載の自動測候ステーション。
【請求項３５】
前記雨量計から延びたキャップ部材内に配置された全天日射計をさらに含む、請求項３３又は３４に記載の自動測候ステーション。
【請求項３６】
前記全天日射計が、散光器により保護されたＵＶセンサ又はフォトダイオードを備える、請求項３５に記載の自動測候ステーション。
【請求項３７】
前記雨量計から突出して、当該測候ステーション上の鳥の就塒を防止する鳥管理スパイクをさらに含む、請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項３８】
前記ハウジングが、円筒状である、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項３９】
前記ハウジングが、内部の孔を通過するロッドによって一体的に保持された連動構成要素により形成されている、請求項３３〜３８のいずれか一項に記載の自動測候ステーション。
【請求項４０】
前記ロッド及び／又は前記孔のうちの１つ又は複数が、無線通信用のアンテナを内蔵している、請求項３９に記載の自動測候ステーション。
【請求項４１】
前記ルーバーのうちの１つ又は複数が、無線通信用のアンテナを内蔵している、請求項３９又は４０に記載の自動測候ステーション。
【国際調査報告】
2021502565.tif 000024
2021502565.tif 000025
2021502565.tif 000026