時間領域反射法を利用した霜検知センサーの開発

時間領域反射法を利用した霜検知センサーの開発

レコードナンバー926832論文タイプ学術雑誌論文
ALIS書誌IDZZ00013978NACSIS書誌IDAN00239079
著者名加藤 高寛
澁谷 和樹
宮川 麗
登尾 浩助
書誌名明治大学農学部研究報告 = Bulletin of the Faculty of Agriculture, Meiji University
別誌名明大農研報
Bulletin of School of Agriculture, Meiji University
発行元明治大学農学部
巻号,ページ68巻・ 1号, p.1-7(2019-01)ISSN04656083
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抄録毎年霜害による農作物被害が発生しており,2013年には15,400haで果樹の被害が発生した。降霜を直接検知することが可能であれば防霜対策をより効率的に行えるようになるが,従来の技術では検知精度の優れた検知装置を提供することが困難であった。本研究では水の比誘電率(80)と氷の比誘電率(3.5)とが異なる点に着目し,電磁波の伝播速度から比誘電率を経時的に測定する時間領域反射(Time Domain Reflectometry,TDR)法を利用し降霜を検知するセンサーを開発した。ガラスエポキシ製プリント基板に2本の折り曲げ電極を持つセンサーAとガラスコンポジット製プリント基板に2本の渦巻き電極を持つセンサーBを作成した。温度24℃,相対湿度100%のアクリル製の箱内において,センサーAを冷却器であるペルチェ素子の上に置き,センサー温度を約-3℃まで冷却して霜を発生させた。この時の比誘電率をTDR100を用いて10秒間隔で測定し,また,センサー温度を熱電対とデータロガーを用いて10秒間隔で測定した。恒温槽内の温度を12℃に設定し,相対湿度を60,70,80%に変化させて,センサーBを用いてセンサーAと同様の実験を行った。この時,比誘電率の測定にはTDRケーブルテスターと波形解析ソフトwinTDRを用いた。その結果,相対湿度が60,70,80%でセンサーB上に,相対湿度が100%でセンサーA上に水蒸気が凝結し,それが霜へと変化する際の比誘電率の変化を測定することができた。しかし,降霜前後の比誘電率の変化は約0.042から約0.14と非常に小さかった。渦巻き状のセンサーBの方が感度は高く,センサーの形状は渦巻き状の方が降霜の検知に適していると考えられた。感度を上げるためにプリント基板の厚さを改善し,屋外において自然条件下の降霜を検知可能か検証する必要がある。
索引語比誘電率;測定;降霜;変化;検知;用いて10秒間隔;センサー;相対湿度;発生;霜
引用文献数16
登録日2019年07月10日
収録データベースJASI, AGROLib

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