4極路面熱収支センサー


記事掲載日: 2012/10/04
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記事更新日: 2013/02/26
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4極路面熱収支センサーの開発背景


 温暖化で降雪量が減少し、放射冷却での路面凍結が増える中で幹線道路の多重事故が増加しており、路面凍結防止策として、ロードヒーティングや凍結防止剤の散布が行われています。
 従来、ロードヒーティングの稼働や凍結防止剤の散布を適切に行うために、路盤に複数の温度計を埋め込み、路面下の垂直温度分布から表面への伝達熱量を計算して、路面凍結のタイミングを測っていました。
 しかし、この方法では放射冷却等で逃げる熱量が測定できないため、複数の計測装置を組み合わせる必要があり、導入コストが高くなる問題がありました。また、路面の表層(5 )を取り替える度に埋設した温度計も取り替えることになり、維持費高になる問題も抱えていました。
 これらの問題を解決するには、路面と放射冷却の2つの熱量を非接触で測定するセンサーが必要でした。当社は、4つの熱量計測盤を有する「4極路面熱収支センサー 〈RDサーマルアイ〉」を開発し、非接触で路面表面の熱収支を測定する技術を確立しました。




4極路面熱収支センサーの開発技術


各部名称

センサーの中心となるのは、上部にある4極の熱量計測盤で、これは路面の熱量を計測するための疑似路面です。その他に、水分センサー、気温計、放射路温計を備えています。


路面熱収支の計測方法

熱量計測盤内部には電気ヒーターが埋設してあり、円盤表面が冷やされようとしたときに、それぞれ一定の温度(1、3、5、7℃)に維持させるようにしています。その時のヒーターの発熱強度(W/屐砲Q1、Q3、Q5、Q7とすると、以下のグラフのように各熱量は、ほぼ直線上にならびます。この直線が0℃と交差する点(Q0)が路面を0℃に保つために必要な仮想熱流、放射路温計で計測した路温(Tg℃)と交差する点(Qg)が計測時の路面の仮想熱流を示します。

また、各円盤の熱収支式から、放射冷却要素及び対流熱、伝達熱を算出することができます。

  • Q1、Q3、Q5、Q7:1℃〜7℃ の設定温度に対するヒーター発熱量
  • Qg: 路面の仮想熱流(路面温度Tgと直線が交わる点)
  • Q0:路面温度を0℃に維持するときの仮想熱流
  • T0:仮想の最低到達路面温度



記事掲載日: 2012/10/03
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記事更新日: 2013/02/26
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4極路面熱収支センサーの機能

4極路面熱収支センサーは10分毎(時間変更可能)に、次の項目を同時計測します。
ゝげ后福遏
∀面温度(℃)
O面熱流
な射冷却熱量(W/)
ハ面画像(静止画)
GPS

上記項目をグラフ表示することで、凍結防止剤の適切なタイミングを示唆することができます。


4極路面熱収支センサーの使用実績

国土交通省
各都道府県
東日本高速道路(株)


記事掲載日: 2012/10/02
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記事更新日: 2013/02/26
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製品のメリット

  • 冬季路面の熱収支を非接触で測定
  • 降雪/凍結を熱量で計測
  • 晴れ/曇り/雨/雪の気象変化を計測
  • シンプル堅牢な構造で通年対応
  • GPSで設置場所と標高を把握
  • 計測値を情報処理PCへ無線電送
  • メンテナンスフリーで維持費安価


記事掲載日: 2012/10/01
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記事更新日: 2012/10/04
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製品仕様




製品写真






記事掲載日: 2012/09/30
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記事更新日: 2014/02/13
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