(57)【要約】    【課題】本発明の課題は、長期間屋外等にて設置しても観測誤差が生じにくい、かつ、メンテナンス回数を減らした日射計を提供することである。    【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、基板と、前記基板上に配設したセンサーと、前記センサー上に配設した拡散板と、前記拡散板の上に位置し、前記基板、前記センサーおよび前記拡散板を覆うガラスドームと、を備える日射計であって、前記ガラスドームの表面に、光励起に応じて親水化する光触媒層を設けることを特徴とする日射計を提供する。【選択図】図１
2007132730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配設したセンサーと、
前記センサー上に配設した拡散板と、
前記拡散板の上に位置し、前記基板、前記センサーおよび前記拡散板を覆うガラスドームと、を備える日射計であって、
前記ガラスドームの表面に、光励起に応じて親水化する光触媒層を設けることを特徴とする、日射計。
【請求項２】
前記光触媒層は、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｉＯ2からなる群から選択される親水性材料を含む、請求項１に記載の日射計。
【請求項３】
前記日射計は、分光日射計、紫外放射計、赤外放射計、シリコンドームを使用した赤外放射計、回転式日照計、直達日射計、太陽電池式日射計、放射収支計、ラディエーションシールド付温湿度計からなる群から選択される、請求項１または２に記載の日射計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスドームを備える改良型日射計に係り、より詳細には、前記ガラスドーム上に光触媒層を設けた日射計に関する。
【背景技術】
【０００２】
日射計は、その上部に備えるガラスドームを通過した太陽光線が受感部に入射し、その熱エネルギーが電圧に変換される計測器である。この日射計は、太陽光分布とセンサーの分光特性とが整合しない場合には、特に、熱型センサーを利用した場合には、分光誤差や観測誤差が非常に大きくなることが知られている。
【０００３】
分光誤差を解消する目的で、熱型センサーではなく、少なくとも２つの量子型センサーであって、感光波長域が異なるセンサーを利用した日射計が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、日射計は、しばしば、屋外に設置されて観測に多用されている。そのため、常に、雨風に晒され、ガラスドームの表面には汚れが沈着する。この場合、ガラスドームの光透過率が減少し、日射計の感度低下が生じるため、少なくとも２つの量子型センサーを利用しただけでは、日射計の観測誤差の問題を解消することは困難である。
【０００５】
また、気象観測装置に用いられる日射計は、山やビルの屋上など、メンテナンスの難しい場所に設置されることが多い。さらに、観測の自動化や無人化が進展し、日射計のメンテナンスを回数を減らすことが求められている。
【特許文献１】特開２００２−５４６２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、長期間屋外等にて設置しても観測誤差が生じにくい、かつ、メンテナンス回数を減らした日射計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らは、観測誤差が発生しにくい日射計を鋭意検討したところ、日射計が有するガラスドーム上に光触媒層を設けることにより、上記課題を解決するこができるという知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明では、基板と、前記基板上に配設したセンサーと、前記センサー上に配設した拡散板と、前記拡散板の上に位置し、前記基板、前記センサーおよび前記拡散板を覆うガラスドームと、を備える日射計であって、前記ガラスドームの表面に、つまり、外界と接する表面に、光励起に応じて親水化する光触媒層を設けることを特徴とする、日射計を提供する。
【０００９】
かかる構成によれば、日射計ガラスドームに付着した汚れが、光触媒の作用によって分解され、その後、雨や風等によって流されるため、日射計の感度低下は発生しにくくなる。
【００１０】
本発明に係る日射計の好ましい態様では、前記光触媒層は、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｉＯ2からなる群から選択される親水性材料を含む。
【００１１】
このような光触媒層を利用することにより、ガラスドームの表面に付着した汚れの分解を促進することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る日射計の好ましい態様では、前記日射計は、分光日射計、紫外放射計、赤外放射計、シリコンドームを使用した赤外放射計、回転式日照計、直達日射計、太陽電池式日射計、放射収支計、ラディエーションシールド付温湿度計からなる群から選択される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、屋外に長期間設置しても、観測誤差の少ない日射計が提供される。また、本発明によれば、無人の観測場所に設置した日射計のメンテナンス回数を低下させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【００１５】
図１は、本発明の一の実施態様における日射計の概略断面図を示す。図１に示すように、本発明に係る日射計１０は、基板２０と、その基板２０上に配設されたセンサー３０と、そのセンサー３０の上に配設されたフィルター４０と、そのフィルター４０の上に配設された拡散板５０と、前記基板２０、前記センサー３０、前記フィルター４０および前記拡散板５０を覆うように配設されたガラスドーム６０と、そのガラスドームの表面に設けられた光触媒層７０と、を備える。
【００１６】
本発明に用いる基板１０は、その材質は特に限定されないが、熱による変形等が発生しないガラスやプラスチック等から構成されることが好ましい。
【００１７】
本発明に用いるセンサー３０は、熱形センサーや、シリコン（Ｓｉ）センサー、ＩｎＧａＡｓやＧａＡｓＰなどの量子型センサー等が挙げられる。特に、センサーとしては、光電子素子であり、経時変化が少なく、かつ、電気信号への変換効率の高い量子型のＳｉダイオードが適する。また、必要に応じて、フィルター４０を介して感光波長を選択することもできる。本発明に用いるフィルター４０の具体例としては、カットオフフィルターまたは透過する波長範囲を限定するフィルター等が挙げられる。
【００１８】
本発明に用いる拡散板５０は、太陽光等の光を受光する受光面である。この拡散板の存在により、方位特性（斜入射角特性）を満足させる構造となっている。本発明に用いる拡散板５０の材質としては、本発明に係る日射計１０としての角度特性を満足させるものであれば特に限定されないが、テフロン（登録商標）製であることが好ましい。
【００１９】
本発明に用いるガラスドーム６０は、その表面に、光励起に応じて親水化する光触媒層を設ける。このように、親水化した表面では、付着した汚れは、雨などにより流されて、ガラスドーム６０の表面が洗浄されることになる。そのため、長期間屋外に、本発明に係る日射計を設置しても、泥、砂や有機物によりガラスドームの表面が汚れても、ガラスドームに設けられた、光励起に応じて親水化しり光触媒層の作用により、ガラスドーム上の汚れが分解されたり、汚れ自体が流されたりする。
【００２０】
本発明において、必要とされる親水性の程度は、雨などにより供給された水が濡れ拡がる程度であり、概して、接触角（水滴の端部接触角）が１０°以下、好ましくは５°以下、より好ましくは３°以下である。
【００２１】
本発明による光触媒層７０は、ＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2およびＳｉＯ2からなる群から選択される親水性材料を含み、特に、ＴｉＯ2を含む光触媒層が好ましい。かかる光触媒層は、日射計１０に用いるガラスドーム表面に設ける方法は、以下のものに限定されないが、前述のＴｉＯ2、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＳｉＯ2などの材料を含む光触媒溶液に浸し、ガラスドーム表面に光触媒層を付け、乾燥または加熱しながら乾燥する方法や、前述の材料の蒸着により光触媒層をガラスドーム表面に塗設する方法等がある。
【００２２】
図２は、本発明に係る日射計１０における演算装置のブロック図である。本発明に係る日射計におけるセンサーからは、多くの場合、電力出力Ｖとして出力され、本発明にて用いる演算装置にて、常数Ｋを介して測定量、たとえば、日射強度Ｇに変換される。すなわち、
Ｇ  ＝  Ｋ＊Ｖ
と表現される。このＫの値は、日射計内または演算装置内で、電気的に処理され、測定量が各々の単位で直接表示または記録される。
【００２３】
図２に示すように、センサー２０からの出力電圧は、コネクター８０を介して、ＣＰＵとメモリから構成される演算装置９０に送られ、該装置内にある演算部にて、所定の算出方法に従って、日射強度を算出することができる。なお、図２では、前記演算装置を日射計の外部に設けた態様を例示したが、日射計内部に設けることも可能であることは、当業者には容易に理解できる。必要に応じて、演算装置９０にて得られた日射強度の値は、演算装置９０に接続された表示手段１００にて表示される。本発明で用いられる表示手段１１００の具体例としては、以下のものに限定されないが、液晶表示装置等を挙げることができる。
【００２４】
本発明に係る日射計１０に用いる光触媒層７０を設けたガラスドーム６０は、センサー受光面をガラスドームまたはガラスの筒で覆ったものに適用できるほか、分光日射計、紫外放射計、赤外日射計などに適用可能である。また、本発明による光触媒層７０を設けたガラスドーム６０を備えた日射計の具体例としては、回転式日照計や直達日射計にも適用可能である。さらに、本発明による光触媒層７０は、ガラスの筒またはガラスカバーを備えた太陽電池式日射計にも適用可能である。そのほかの適用例としては、シリコンドームを使用した赤外放射計、放射収支計、ラディエーションシールド付温湿度計などの気象観測機器等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、屋外に長期間設置しても、観測誤差の少ない日射計が提供される。また、本発明によれば、無人の観測場所に設置した日射計のメンテナンス回数を低下させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一の実施態様における日射計の概略断面図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る日射計１０における演算装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：本発明に係る日射計、２０：基板、３０：センサー、４０：フィルター、５０：拡散板、６０：ガラスドーム、７０：光触媒層、８０：コネクター、９０：演算装置、１００：表示手段
【図１】
2007132730.tif 000003
【図２】
2007132730.tif 000004